本发明属于超声成像，特别是涉及一种声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法、装置、设备及介质。
背景技术：
1、基于声空化效应的聚焦超声治疗技术(超声空化治疗)可以改善生物屏障的通透性、递送治疗性基因或药物给病灶，产生期望的生物效应达到治疗目的，在肿瘤疾病、中枢神经系统疾病等方面有重要的应用前景。然而，声空化活动受到治疗区域声压和空化阈值等因素动态变化的影响，较难预测和控制。因此，超声空化治疗存在治疗易脱靶的风险，需要高效的方法来实时监测微泡空化并提供精确的定位，确保超声空化治疗过程安全可靠。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法、装置、设备及介质，用于解决上述问题。
2、本发明提供的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，包括：
3、凸面阵列超声换能器在声速非均匀介质中被动接收超声时域信号p(r,φ,t)，所述凸面阵列超声换能器的阵元分布在半径r的圆弧上，其中，r为当前层的外推半径，φ为坐标系中的周向角度，t为时间，r为凸面阵列超声换能器的阵元所在分布面；
4、基于所述超声时域信号p(r,φ,t)，确定传播介质声速分布，并与凸面阵列超声换能器的探头对齐，生成对齐声速图；
5、将所述超声时域信号p(r,φ,t)在时间t和周向φ上进行信号转换，得到时间频域波谱和空间频域波谱pn(r,ω)，其中ω表示频率，n为以φ为自变量的傅里叶变换对应的空间频率；
6、基于所述对齐声速图，并选取特定频段ω内的声场强度叠加得到坐标系下的被动空化图像i(r,φ)。
7、于本发明的一实施例中，将所述超声时域信号在时间和周向上进行信号转换，包括：
8、对超声时域信号p(r,φ,t)做关于时间t的傅里叶变换，以将超声时域信号p(r,φ,t)转换为时间频域波谱
9、对时间频域波谱在周向φ上进行傅里叶变换，以将时间频域波谱转换为空间频域波谱pn(r,ω)。
10、于本发明的一实施例中，基于所述对齐声速图，并选取特定频段ω内的声场强度叠加得到坐标系下的被动空化图像i(r,φ)，包括：
11、基于所述对齐声速图，确定介质中慢度u；
12、若r＝rm对应的空间频域波谱pn(rm,ω)，探头分布面rm+1＝rm+δr，将[rm,rm+1]区间内的介质慢度u分解为区间平均慢度u0以及区间中慢度与平均慢度的偏差δu；
13、基于所述区间平均慢度u0以及区间中慢度与平均慢度的偏差δu，选取特定频段ω内的声场强度叠加得到坐标系下的被动空化图像i(r,φ)。
14、于本发明的一实施例中，基于所述对齐声速图，并选取特定频段ω内的声场强度叠加得到坐标系下的被动空化图像i(r,φ)，包括：
15、通过一阶直接积分法计算螺旋波谱对螺旋波谱pn(rm+1,ω)进行傅里叶逆变换，得到频域声场
16、或
17、在一阶直接积分法的基础上，将rm分布面波场传播至rm+1分布面，确定rm+1分布面的螺旋波谱pn(rm+1,ω)，对螺旋波谱pn(rm+1,ω)进行傅里叶逆变换，得到频域声场
18、或
19、通过分步螺旋波谱法确定频域声场
20、于本发明的一实施例中，通过一阶直接积分法计算螺旋波谱包括：
21、
22、其中，
23、k0＝ωu0；
24、
25、为第二类n阶汉克尔方程；
26、为第一类n阶汉克尔方程。
27、于本发明的一实施例中，在一阶直接积分法的基础上，将rm分布面波场传播至rm+1分布面，确定rm+1分布面的螺旋波谱pn(rm+1,ω)，包括：
28、
29、其中，
30、
31、于本发明的一实施例中，通过分步螺旋波谱法确定频域声场包括：
32、
33、本发明提供的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像装置，包括：
34、凸面阵列超声换能器，用于凸面阵列超声换能器在声速非均匀介质中被动接收超声时域信号p(r,φ,t)，所述凸面阵列超声换能器的阵元分布在半径r的圆弧上，其中，r为当前层的外推半径，φ为坐标系中的周向角度，t为时间，r为凸面阵列超声换能器的阵元所在分布面；
35、对齐声速图生成模块，用于基于所述超声时域信号p(r,φ,t)，确定传播介质声速分布，并与凸面阵列超声换能器的探头对齐，生成对齐声速图；
36、处理模块，用于将所述超声时域信号p(r,φ,t)在时间t和周向φ上进行信号转换，得到时间频域波谱和空间频域波谱pn(r,ω)，其中ω表示频率；
37、成像模块，用于基于所述对齐声速图，并选取特定频段ω内的声场强度叠加得到坐标系下的被动空化图像i(r,φ)。
38、本发明提供的电子设备，所述电子设备包括：
39、一个或多个处理器；
40、存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法。
41、本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法。
42、本发明的有益效果：本发明中的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法(即声速异质螺旋波谱方法)与现有的螺旋波谱法相比，声速异质螺旋波谱被动空化成像方法可以在声速非均匀介质中精确定位声源，更为有效地抑制畸变误差和伪影。与时延累加积分方法相比，具有算法复杂度低、计算耗时低的优势。
43、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
1.一种声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，其特征在于，将所述超声时域信号在时间和周向上进行信号转换，包括：
3.根据权利要求1所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，其特征在于，基于所述对齐声速图，并选取特定频段ω内的声场强度叠加得到坐标系下的被动空化图像i(r,φ)，包括：
4.根据权利要求3所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，其特征在于，基于所述对齐声速图，并选取特定频段ω内的声场强度叠加得到坐标系下的被动空化图像i(r,φ)，包括：
5.根据权利要求4所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，其特征在于，通过一阶直接积分法计算螺旋波谱包括：
6.根据权利要求4所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，其特征在于，在一阶直接积分法的基础上，将rm分布面波场传播至rm+1分布面，确定rm+1分布面的螺旋波谱pn(rm+1,ω)，包括：
7.根据权利要求1所述的声速非均匀螺旋波谱被动空化成像方法，其特征在于，通过分步螺旋波谱法确定频域声场包括：
8.一种声速非均匀螺旋波谱被动空化成像装置，其特征在于，包括：
9.一种设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当由一个或多个处理器执行时，使得设备执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
