【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于经颅声成像和声波刺激领域，尤其涉及一种基于电磁致声的经颅声波收发方法、装置及系统。
技术介绍
1、大脑是人体最复杂、最重要的器官，也是目前人类急切渴望探索的重要研究方向。目前临床中用于人脑结构和功能研究的技术手段主要有mri/fmri、ct、pet、spect、eeg、meg、fnirs、us等其他一些基于主动和被动式脑信号探测的技术；而用于脑调控的方法主要也是基于电磁波(光波、微波)和声波的方法。其中由于超声成像具有分辨率高、无损，且波束易于调控等优势，使得经颅超声成像和调控成为当下脑科学领域的一个重要研究热点，尤其是开颅后功能超声(fus)对微细血管及其血流动力学的研究为我们展现出了大脑前所未有的在体功能和结构信息，为进一步研究脑相关疾病和认知以及神经科学提供了强有力的技术手段。同时超声波单独使用，以及结合超声微泡打开血脑屏障实现药物递送的调控技术也逐渐展现出良好的临床应用前景，尤其是在基于mri引导超声聚焦术(mrgfus)无创性脑深部消融手术方面取得的进展为诸如原发性震颤在内的多种脑疾病患者带来了福音。然而，虽然超声具有无创、时空分辨率高、安全性好等优点，但头盖骨对超声的反射、散射、模式变换等会严重影响经颅超声波能量传播与声场分布使得高分辨率超声成像需要开颅，以及精准脑深部消融需要价格昂贵、系统复杂且庞大的相控超声发射技术结合mri引导才能实现。
2、如何克服头盖骨对声波的影响是经颅高分辨率超声成像和精准调控领域的一大难题。针对传统经颅声波收发方法使用颅外声波激发和接收，难以避免颅骨对超声波传播
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于电磁致声的经颅声波收发方法、装置及系统，既可以提高经颅超声的成像质量，还可以提升经颅超声调控的精度和效率，更加安全可靠。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的一种基于电磁致声的经颅声波收发方法、装置及系统的具体技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提出了一种基于电磁致声的经颅声波收发方法，包括以下步骤：
4、s1：搭建并连接好经颅声波收发装置；具体为：在头盖骨内待成像或探测区域贴上金属薄片，金属优选为钛，处理器连接信号发生器，信号发生器连接电磁致声超声换能器(electroma gnetic acoustic transducer，电磁致声)；
5、s2：在处理器上设定所需要的电磁波信号特性，包括：频率、幅值和占空比等，然后电磁致声超声换能器进行预热后向金属钛片发射电磁波信号；
6、s3：颅内金属钛片耦合电磁波信号，吸收电磁致声超声换能器发射的部分微波能量转化成声能，产生超声信号在颅内传播。
7、s4：金属钛片反射产生的电磁波信号给电磁致声超声换能器，接收到反射信号后处理器进行成像和调控。
8、在头盖骨中以电磁波信号为载体进行信息传输，将所需激发的超声波波形调制为电磁波波形进行无线传输；电磁波可以基本无损实现经颅传播，在静磁场和外加电磁波的共同作用下，颅内放置的金属薄片由于电磁致声效应产生与外加激励源频率相同的机械波(声波)信号，通过设置不同形式的外加电磁波(脉冲波形、占空比等)，该声波信号可以用于声刺激相关的物理治疗以及用作超声成像的发射源。该形变与外加静磁场共同作用，由于电磁致声逆过程，还可产生与该声波波形一致的电磁波信号，通过检测该电磁波信号，可以实现颅内声波信号的无损经颅超声检测。
9、另一方面，本专利技术提出了一种基于电磁致声的经颅声波收发的装置，包括：处理器210、信号发生器220、电磁致声超声换能器230和颅内金属薄片240；其中处理器210用于设定所需发射的电磁波信号特性，包括：频率、幅值和占空比等；然后将电磁波信号发送给信号处理器220，用于产生设定的电磁波信号，电磁致声超声换能器230接收到信号发生器220输入的电磁波信号后，发射信号用于经颅激发；颅内金属薄片240耦合电磁波信号，将电磁致声超声换能器发射的部分电磁波能量转化成声能，产生声波信号在颅内传播，声波信号对大脑进行成像和调控。
10、另一方面，本专利技术提供了一种基于电磁致声的经颅声波收发的系统，包括上述基于电磁致声的经颅声波收发的装置。
11、本专利技术相比传统经颅超声刺激和成像，有如下有益效果：
12、1、本专利技术利用电磁致声效应，利用对头盖骨具有良好穿透特性的电磁波直接在颅内产生超声波信号，避免了头盖骨对超声信号的强烈散射、吸收和模式转换等；
13、2、本专利技术基于电磁致声效应在金属薄片上产生的声波信号频率和调制方式可根据电磁波信号任意调控，可满足不同刺激精度和成像分辨率对声波频率的需求；
14、3、本专利技术可直接通过调节外加静磁场和外加电磁波信号强度调控产生的超声波信号强度以及检测经颅声波信号的灵敏度，具有更高效和更灵活的经颅超声刺激和成像能力。
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1.一种基于电磁致声的经颅声波收发方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁致声的经颅声波收发方法，其特征在于，所述颅内金属薄片为钛金属。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁致声的经颅声波收发方法，其特征在于，所述电磁波信号特性包括：频率、幅值和占空比。
4.一种基于电磁致声的经颅声波收发装置，其特征在于，所述收发装置包括：处理器(210)、信号发生器(220)、电磁致声超声换能器(230)和颅内金属薄片(240)；其中处理器(210)、信号发生器(220)、电磁致声超声换能器(230)依次连接，颅内金属薄片(240)放置在颅内。
5.根据权利要求4所述的种基于电磁致声的经颅声波收发装置，其特征在于，所述电磁致声超声换能器由激励线圈和磁铁构成，其中激励线圈用于产生高频激发磁场；磁铁用于提供外加稳定磁场。
6.根据权利要求5所述的种基于电磁致声的经颅声波收发装置，所述电磁致声超声换能器的磁铁为永磁铁或电磁铁。
7.一种基于电磁致声的经颅声波收发系统，其特征在于，包括如权利要求4-6
...【技术特征摘要】
1.一种基于电磁致声的经颅声波收发方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁致声的经颅声波收发方法，其特征在于，所述颅内金属薄片为钛金属。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁致声的经颅声波收发方法，其特征在于，所述电磁波信号特性包括：频率、幅值和占空比。
4.一种基于电磁致声的经颅声波收发装置，其特征在于，所述收发装置包括：处理器(210)、信号发生器(220)、电磁致声超声换能器(230)和颅内金属薄片(240)；其中处理器(210)、信号发生器(...
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