[发明专利]基于建立标准值的声电成像方法

摘要

本发明涉及一种基于建立标准值的声电成像方法，包括：在被测场域边界布置m个离散的电极阵列；布置聚焦超声扰动机构，划分聚焦区域；获得空场的边界测量值变化的标准库St_b；获得每个聚焦域为物体电导率时的边界测量值变化的标准库St_o；在实际被测物场情况下，分别获得无超声扰动和超声扰动第n个聚焦域之后的边界电压测量值，并计算聚焦前后边界测量值的变化量；获得被测场与空场的相似度d_bn和与有物场的相似度d_on；对比两个相似度，重建整个物场的二值化电导率信息。

主权项

1.一种基于建立标准值的声电成像方法，所采用的成像系统包括聚焦超声扰动机构、电学激励测量模块、数据采集单元和数据处理与图像重建单元四个部分构成，在超声调制状态下，利用声电效应原理，分别建立每个聚焦区域超声调制前后空场电导率以及物体电导率变化的标准库信息，将两组标准值作为参考信息，重建被测物场的二值化电导率分布图像，该方法包含以下步骤：(1)在被测场域边界布置m个离散的电极阵列，通过在激励电极上施加电流激励，实现对被测场域的电学激励，测量对应的测量电极上的边界电压信号，能够得到边界测量电压向量；(2)布置聚焦超声扰动机构，划分聚焦区域，将测量物场划分为N个聚焦域；(3)获得空场的边界测量值变化的标准库St_b：分别获得被测物场为空场情况下，无超声扰动和超声扰动第n个聚焦域之后的边界测量电压向量φ和φ_n，其中φ和φ_n是m(m‑3)*1维的向量，计算空场第n个聚焦域的标准值向量St_bn＝φ_n‑φ；通过聚焦超声波顺序扫描整个被测区域，获得空场的边界测量值变化的标准库St_b，St_b是m(m‑3)*N维的向量；(4)获得每个聚焦域为物体电导率时的边界测量值变化的标准库St_o：设第n个聚焦域电导率为物体电导率，其他N‑1个聚焦域为空场电导率，在无超声聚焦情况下，获得边界测量电压向量使用聚焦超声波对第n个聚焦区域进行扰动，获得聚焦超声波扰动后的边界电压信号计算只有第n个聚焦域为物体电导率情况下的有物场标准值通过聚焦超声波顺序扫描整个被测区域，获得每个聚焦域为物体电导率时的边界测量值变化的标准库St_o，St_o是m(m‑3)*N维的向量；(5)在实际被测物场情况下，分别获得无超声扰动和超声扰动第n个聚焦域之后的边界电压测量值ν和ν_n，并计算聚焦前后边界测量值的变化量，记为Δ_n；(6)将被测场第n个聚焦域分别与该聚焦域所建立的空场和有物场标准值进行对比，获得被测场与空场的相似度d_bn和与有物场的相似度d_on：被测场与空场的相似度d_bn的定义为实际被测物场中第n个聚焦域边界测量值的变化量向量Δ_n与空场标准值向量St_bn的欧氏距离，即在二维空间中与标准值向量的真实距离；被测场与有物场的相似度d_on的定义为Δ_n与有物场标准值向量St_on的欧氏距离；(7)对比两个相似度，重建整个物场的二值化电导率信息：将被测物场第n个聚焦域的背景和物体相似度进行对比，记为d_n，d_n＝d_bn‑d_on，选取阈值q，q是一个接近于0的数，当d_n＜q，说明测量值接近所建立的空场标准值，记该聚焦域电导率为0，否则为1，通过对整个被测物场进行数据处理，重建实际被测物场的二值化电导率信息。