Page 74 - 《应用声学》2021年第1期

70 2021 年 1 月

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图 1 实验装置
Fig. 1 Experimental setup

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1 ms

图 2 流程图
Fig. 2 Flow chart

1.2 TSWE成像方法与分析 利用超快速超声成像技术，首先快速获取组
本研究中，任意波形发生器发射脉冲宽度为 织的回波信号，进而估计组织的振动。组织振动
1 ms 的方波，经功率放大器放大 20 dB 后经由激励 估计主要基于自相关算法，该算法是将接收的射
线圈产生脉冲磁场，进而驱动磁纳米粒子产生振动， 频 (Radio frequency, RF) 信号进行同相正交 (In-
流程如图 2 所示。在发射激励脉冲的同时，超声采 phase/Quadrature, I/Q) 解调，然后通过估计中心
集系统通过同步发射平面波对磁纳米粒子振动进 频率的平均相位偏移来计算出粒子的振动位移进
行检测。本实验采用 Verasonics Vantage 128 和线 而求出剪切波速度，由剪切波速度和剪切模量的关
阵超声换能器Philips L7-4，发射的检测脉冲中心频 系可以得到该区域的力学特性信息。自相关算法估
率为 5 MHz，重复频率为 10 kHz，复合角度个数为 计振动位移公式如下 [18] ：
5，有效探测频率为2 kHz。


N−2 [ M−1 M−1 M−1 M−1 ] 
∑ ∑ ∑ ∑ ∑
 
 Q(m, n) I(m, n) 
 I(m, n + 1) − Q(m, n + 1) 
 
c  n=0 m=0 m=0 m=0 m=0 
¯ µ = arctan , (1)
4πf c  N−2 [ M−1 M−1 M−1 M−1 ] 
 ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ 
 
 I(m, n) I(m, n + 1) + Q(m, n) Q(m, n + 1) 
 
n=0 m=0 m=0 m=0 m=0