基于磁共振图像的多层介质声学特性分析

发布时间：2024-03-20 03:29

　　基于磁共振图像,提出了一种多层介质声学特性分析方法,并推算了超声经过分层结构的焦点定位。首先对蔗糖溶液的磁共振T1加权图像进行区域提取、阈值分割、腐蚀膨胀等边缘处理后,得到局部区域的灰度均值;通过磁共振图像上的灰度信息与对应蔗糖溶液的浓度、声速计算关系拟合函数;最后建立模拟生物组织的蔗糖溶液分层结构,运用关系函数推算超声经过分层结构的声透射及聚焦超声的焦点前移量。实验结果表明,该方法从蔗糖溶液磁共振图像中分析得到的声速、声透射系数及焦点前移量与真实值相近,最大差异为0.6239 mm,验证了可通过磁共振获取生物组织声参数的可能性。

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【部分图文】：

图1多介质透射示意图

图1为声波入射多介质分层结构示意图，其中Zn、dn为介质n的声阻抗与层厚。根据机械波的反射、折射定律，入射波的声波能量在分界面处会发生变化:其中一部分反射回波经界面发射回入射介质中;另一部分透射波则透过界面。超声波垂直入射时，由反射系数和透射系数来反映的界面处的声波能量分配完全取....

图2超声折射引起的焦点前移

式中:θ1为声波入射角度;θ2为声波折射角度;c1为介质Ι(水)中的声速;c2为介质Ⅱ(生物组织或体模)中的声速。根据斯奈尔定律所反映出来的声波传播规律，当声波的入射角度不同，对应的折射声波方向也不同。多阵元聚焦换能器可将超声波束聚焦于一点，在波束传播路径中加入介质Ⅱ会使得最终的....

图3声参数测量系统

为扩大样本数量，制备了50种不同浓度的蔗糖溶液(0%～33.3%)，对其声速、声衰减系数进行测定，实验系统由2个平面PZT换能器(1个作为发射换能器，1个作为接受水听器)、信号发生器、示波器等装置构成，见图3所示。设置信号发生器发送连续脉冲信号驱动换能器发出2MHz的平面超声波....

图4声参数测量结果

对不同浓度的蔗糖溶液进行试管取样，通过磁共振设备对样本进行T1加权成像拍摄。由于扫描磁场和接受线圈的非均匀性等原因[19]，均匀的蔗糖溶液在磁共振图像中的灰度值并不相同，需要对磁共振中装有蔗糖溶液的试管进行边缘提取，并以提取区域的灰度均值作为该浓度下蔗糖溶液的灰度信息。为获取磁共....

本文编号：3932892