[发明专利]一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置及方法

权利要求书

1.一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置，其特征在于，包括经颅低频振动激励系统、振动测量反馈装置，以及三维经颅超声旋转扫描装置；

所述经颅低频振动激励系统用于对颅部施加经颅振动，包括柔性振动板、依次连接的信号发生器、功率放大器和模态激振仪，柔性振动板与模态激振仪连接，柔性振动板用于贴合在头颅的顶部；

振动测量反馈装置用于确定低频振动激励系统与颅骨间的最优贴合压力；

所述三维经颅超声旋转扫描装置包括外套筒（10）、内套筒（16）、声透膜（9）、进出阀（11）和驱动装置；

所述声透膜（9）罩设在外套筒的一端，内套筒套设在外套筒中，驱动装置与内套筒连接使内套筒自转，超声探头（7）位于内套筒中并固接，进出阀（11）设置在外套筒上，进而使除气水和声透膜共同起到经颅超声耦合的作用；

所述振动测量反馈装置包括激光测振仪和压力传感器，激光测振仪用于获取经颅振动的信号，根据信号的频率特性确定低频振动激励系统的柔性振动板与颅骨间的最优贴合压力，压力传感器设置在柔性振动板上；

所述无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置的成像方法，包括以下步骤：

步骤1、在激振仪和超声成像设备同步触发条件下，旋转扫描以获取不同角度下多个振动频率的射频信号，具体方法如下：

S101，信号发生器以及功率放大器通过模态激振仪产生经颅低频振动，改变柔性振动板与患者头颅顶部贴合程度调整经颅振动，直至激光测振仪测得的经颅低频振动为单频正弦信号，记录该时刻的压力传感器的数据；

S102，超声成像设备与低频经颅振动同步触发，超声成像设备获取射频信号；

S103，调节经颅低频振动的频率，采集各个频率下的射频信号；

S104，保持压力传感器示数不变，使三维经颅超声旋转扫描装置中步进电机驱动内套筒旋转一定角度，超声探头与内套筒同步以该角度进行旋转，探头旋转后，重复步骤S103，获取采集各个频率下的射频信号；

步骤2、根据获取的各个射频数据求解各自对应的剪切波速度的估计值；

步骤3、根据每个角度下的多个频率的剪切波速度的估计值得到每个角度下的脑组织的黏性、弹性和流性；

步骤4、根据各个角度下的脑组织的黏性，弹性和流性构建二维黏弹性以及流性图像，得到各个角度下的二维黏弹性以及流性图像；

步骤5、根据各个角度下的二维黏弹性以及流性图像进行三维重建，得到三维可视化黏弹性以及流性图像。

2.根据权利要求1所述的一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机和传动齿轮，传动齿轮固定套设在内套筒上并位于外套筒的外部，传动齿轮与电机的输出轴啮合。

3.根据权利要求1所述的一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置，其特征在于，所述超声探头（7）的端部设置有密封垫（17），密封垫（17）位于内套筒的端部，并通过紧固盖（18）与内套筒密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置，其特征在于，所述内套筒上套设有轴承。

5.根据权利要求1所述的一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置，其特征在于，步骤1数据采集完成后进行数据的时空标定，使超声探头和步进电机的旋转坐标系同步，使步进电机的位姿信息与射频信号的采集时间保持一致。

6.根据权利要求1所述的一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置，其特征在于，步骤5中采用使用PNN算法进行三维重建。

7.根据权利要求1所述的一种无创三维经颅脑组织黏弹性和流性成像装置，其特征在于，还包括步骤6，采用三维图像处理方法得到预定成像效果的三维可视化图像。