深圳先進(jìn)院高分辨率超聲成像研究獲系列進(jìn)展
近期,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院勞特伯醫(yī)學(xué)成像研究中心鄭海榮團(tuán)隊(duì)在高分辨率超聲成像研究中取得一系列進(jìn)展。 高分辨率超聲主要采用大于15MHz的超聲頻率進(jìn)行成像,可獲得幾十微米量級(jí)的成像分辨率。在臨床中主要應(yīng)用于淺表、內(nèi)窺和眼科等方面的疾病檢測(cè)。高頻超聲換能器是成像系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,主要基于壓電材料進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。但傳統(tǒng)壓電材料介電常數(shù)較。▕A持介電常數(shù)小于1500),造成壓電陣元尺寸小的高頻換能器的電阻抗會(huì)大幅度提升,進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q能器成像性能不佳。鄭海榮團(tuán)隊(duì)邱維寶課題組利用新開發(fā)的一種高介電常數(shù)、高壓電性能的改性PMN-PT陶瓷(夾持介電常數(shù)為3500)設(shè)計(jì)制備了性能優(yōu)異的40MHz高頻超聲換能器(陣元尺寸可為0.4mm×0.4mm),使得制備的高頻超聲換能器的電阻抗大幅度降低,更容易與電子系統(tǒng)的阻抗相匹配,實(shí)現(xiàn)較高的成像靈敏度(-13dB)。此外,該研究中設(shè)計(jì)制備的超聲換能器具有較高的成像帶寬(80%)和信噪比,并在高分辨率醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。相關(guān)研究成果已被IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control接收。 邱維寶課題組在高分辨率超聲成像方法和電子系統(tǒng)方面也取得了研究進(jìn)展。高頻超聲獲得高分辨率醫(yī)學(xué)圖像存在衰減系數(shù)增大導(dǎo)致成像穿透深度降低的問題。據(jù)此,課題組提出了基于編碼超聲的高頻超聲成像方法,在激勵(lì)換能器時(shí),采用帶有一定編碼的超聲信號(hào)進(jìn)行激勵(lì),回波接收時(shí)通過算法解碼恢復(fù)出高分辨率圖像,使得在成像中既可以維持圖像的分辨率,也可以提升超聲成像的穿透深度。該技術(shù)在淺表和內(nèi)窺等成像中具有應(yīng)用潛力。相關(guān)研究成果發(fā)表于IEEE Trans Biomed Eng。 |