超声换能器焦区内软组织背散射信号频移与散射子粒径的相关性研究.pdfVIP

3O卷 3期 中 国 生 物 医 学 工 程 学 报 V0l_30 NO．3 June 2011 2011年 6月 ChineseJournalofBiomedicalEngineering 超声换能器焦区内软组织背散射信号频移与散射子粒径的相关性研究 马 浪 郭建中 刘 波 朱铮宇 (陕西师范大学应用声学研究所 陕西省超声学重点实验室，西安 710062) 摘 要：基于超声波在生物软组织中的传播机理，研究聚焦超声换能器焦区内软组织超声背散射信号中心频率的 偏移量与组织超声特征散射子粒径的相关性。通过计算机模拟实验，探讨了组织的衰减系数和超声特征散射子的 数浓度 (单位体积内散射子的个数)以及换能器的中心频率、带宽和聚焦性等参数对频移量的影响。模拟结果表 明，换能器焦区内软组织超声背散射信号中心频率的偏移量随散射子粒径的增大而增加，近似呈线性增长的关系； 偏移量与组织的衰减系数和发射换能器的中心频率、带宽等参数有关，这些参数越大，偏移量也越大；散射子的数 密度、聚焦超声换能器的聚焦性等参数对频移量的影响不大。 关键词：聚焦超声源 ；背散射信号；散射子粒径；频移量 中图分类号 TB55；R445．1 文献标识码 A 文章编号0258—8021(2011)03-0370-07 CorrelationbetweenFrequencyOffsetofBackscatteredSignalandScatterer SizeofSoftTissueinFocalRegionofUltrasonicTransducer MA Lang GUOJian—Zhong LIU Bo ZHU Zheng-Yu (InstituteofAppliedAcoustics，ShaanxiNormalUniversity，ShaanxiKeyLaboratoryofUltrasound，Xian710062，China) Abstract：Basedontheprincipleofultrasonicpropagationinbiologicalsofttissues，westudiedtherelationship betweenthecentralfrequencyoffsetofultrasonicbackscatteredsignalsandthescatterersizeoftissuesinfocal regionoffocalultrasonictransducer．Weutilizedthecomputersimulationtoexploretheeffectonthecentral frequencyshiftbytheattenuationcoefficientandthenumberconcentrationofscatterers(thenumbersof scattererperunitvolume)ofsofttissues，thecentralfrequencyandthebandwidthandthefocalpropertyof ultrasonictransducer．Thesimulationresultsrevealthatthefrequencyshift ofultrasonicbackscattered signal from softtissuesincreasesapproximatelylinearlywiththesizeofscatterers．Thefrequencyoffsetsarerelatedto theattenuationcoefficientsoftissuesandthecentralfrequencyandthebandwidthofthelaunchtransducer．The off