Page 136 - 《应用声学》2022年第1期

第 41 卷 第 1 期 Vol. 41, No. 1
2022 年 1 月 Journal of Applied Acoustics January, 2022

⋄ 研究报告 ⋄

平面波经颅超声成像相位校正及散斑跟踪 ∗

李倩岩 1,2 苏 畅 1,2,3† 林伟军 1,2,3 郑音飞 4,5† 武小晴 1,2

(1 中国科学院声学研究所 北京 100190)
(2 中国科学院大学 北京 100049)
(3 北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心 北京 100190)
(4 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院 杭州 310027)
(5 之江实验室超级感知研究中心 杭州 311100)
摘要：准确的脑血流成像对脑功能监测和脑疾病的快速诊断具有重要意义，然而颅骨对超声传播的影响会导
致成像质量下降、速度或位移估计不准确等问题。论文采用平面波相干复合结合散斑跟踪方法进行颅内散射
目标成像和速度估计，以实现脑血流速度矢量检测；针对颅骨存在导致的超声相位畸变，利用数值仿真和体模
实验研究了其对成像及散斑跟踪效果的影响，并采用近似射线声学理论方法进行校正。数值结果表明颅骨的
存在造成目标运动速度估计的相对误差达到 55% 左右，校正后误差降至约 12%；体模实验中对目标位移大小
和角度估计的平均误差在校正前分别约为 16% 和 28%，校正后均降至 1% 左右。该研究结果可为超声颅脑疾
病诊疗设备的研制提供理论指导和技术支持。
关键词：平面波成像；相干复合；散斑跟踪；经颅超声
中图法分类号: O429 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2022)01-0132-11
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2022.01.016

Phase correction and speckle tracking in plane wave transcranial
ultrasound imaging

LI Qianyan 1,2 SU Chang 1,2,3 LIN Weijun 1,2,3 ZHENG Yinfei 4,5 WU Xiaoqing 1,2

(1 Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
(3 Beijing Engineering Research Center for Deep Drilling Exploration and Measurement, Beijing 100190, China)
(4 College of Biomedical Engineering and Instrument Science, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
(5 Research Center for Intelligent Sensing, Zhejiang Lab, Hangzhou 311100, China)

Abstract: Accurate cerebral blood flow imaging is of great significance for the monitoring of brain function
and the rapid diagnosis of brain diseases. However, the influence of skull on ultrasonic transmission may lead
to problems such as imaging quality decline, inaccurate estimation of velocity or displacement, etc. In this
paper, imaging and velocity estimation of intracranial scattering targets were carried out by combining the
coherent planewave compounding method with the speckle tracking method, thus to realize the detection of
cerebral blood flow velocity vector. In view of the ultrasonic phase distortion caused by the presence of skull,

2021-03-05 收稿; 2021-04-07 定稿
国家重点研发计划项目 (2018YFC0114900), 中国科学院青年创新促进会项目 (2019024), 中国科学院声学研究所 “青年英才计划” 项目
∗
(QNYC201735)
作者简介: 李倩岩 (1995– ), 女, 山东威海人, 硕士研究生, 研究方向: 声学。
† 通信作者 E-mail: suchang@mail.ioa.ac.cn; zyfnjupt@126.com