本文關(guān)鍵詞：超聲彈性成像高精度位移追蹤方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲彈性成像是一種能估計軟組織彈性屬性的技術(shù),這種組織的彈性信息來源于通過超聲信號追蹤而來的位移,因此高精度的位移估計方法對于彈性成像是非常重要的。作為一種更客觀,更準(zhǔn)確,低價格的技術(shù),超聲成像技術(shù)已經(jīng)逐漸替代人工觸診來對一些組織的早期病變進行臨床診斷。當(dāng)前,提高超聲散斑位移追蹤與估計的精度和速度是研究超聲彈性成像的學(xué)者們追求的目標(biāo),因此本文從這兩個方面開展了以下研究工作：1)提高計算速度：密歇根理工大學(xué)Jingfeng博士于2015年提出了一種新穎的可以同時提高軸向和橫向運動估計精確度的子采樣位移估計的方法,該方法顯示出優(yōu)于其它方法的性能優(yōu)勢,同時具有較高的靈活性,但是該方法計算密集,在基于CPU的計算機架構(gòu)下,難以獲得實時的性能。研究發(fā)現(xiàn)該方法計算過程中位移估計點之間不存在內(nèi)部線程通信,非常適合并行計算。因此我們通過英偉達公司的CUDA架構(gòu)實現(xiàn)了該方法在GPU上的高效計算。對比于原始方法在C Mex編譯條件下的實現(xiàn),GPU實現(xiàn)的方法顯示最多可實現(xiàn)76X的加速,同時保持了較高的子采樣位移估計精度。2)提高位移精度：基于人體組織的局部區(qū)域的物理屬性(即用于表示組織硬度的彈性模量或應(yīng)變簡介)具有一致性以及局部位移具有連續(xù)性的特點,本文提出一種對應(yīng)的正則化方法以去除位移中的噪聲并提高運動跟蹤精度。更具體地,利用從傳統(tǒng)的位移估計程序中得到的二維(2D)位移估計,通過粒子群算法根據(jù)所提出的正則化約束求解最優(yōu)解,該最優(yōu)解對應(yīng)的是滿足正則化條件的精確位移。在這項研究中,人體組織局部區(qū)域的彈性模量具有一致性是物理約束,并使用上述所提到的數(shù)學(xué)正則化表示。通過用計算機數(shù)字體模和活體數(shù)據(jù)實驗對該算法的測試表明：無論是仿真數(shù)據(jù)實驗還是活體數(shù)據(jù)實驗,該方法都能夠有效提高側(cè)向位移估計精度并改善軸向位移估計精度,最終可得到質(zhì)量更高的軸向和橫向應(yīng)變圖像。初步結(jié)果表明,該方法無論是從概念上,還是從計算方法上,對于提高目前臨床設(shè)備--超聲彈性成像的圖像質(zhì)量很有用。
【關(guān)鍵詞】：超聲彈性成像 子采樣位移估計 CUDA 位移去噪 粒子群算法
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB559;TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-16
• 1.1 研究背景與意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 GPU技術(shù)與CUDA框架介紹9-10
• 1.4 組織運動追蹤的基本方法10-14
• 1.4.1 基于超聲信號的運動追蹤10-14
• 1.4.2 基于圖像的運動追蹤14
• 1.5 本文的工作及創(chuàng)新14-15
• 1.6 文章的組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 GPU加速的高精度位移估計方法及超聲彈性成像應(yīng)用16-30
• 2.1 理論基礎(chǔ)16-20
• 2.1.1 一維二次多項式擬合的子采樣位移估計算法16-17
• 2.1.2 二維二次多項式擬合的子采樣位移估計算法17-19
• 2.1.3 Couple子采樣位移估計算法框架19-20
• 2.1.4 Couple子采樣位移估計算法的實現(xiàn)20
• 2.2 Couple子采樣位移估計算法的GPU實現(xiàn)20-23
• 2.2.1 GPU編程環(huán)境20-21
• 2.2.2 Couple子采樣位移估計算法的并行實現(xiàn)21-23
• 2.3 應(yīng)變計算23
• 2.4 實驗驗證23-24
• 2.5 實驗結(jié)果24-29
• 2.5.1 計算速度24-25
• 2.5.2 計算機模擬仿真和體膜實驗25-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于正則化約束的超聲散斑位移去噪及超聲彈性成像應(yīng)用研究30-38
• 3.1 方法模型30-31
• 3.2 最優(yōu)化問題求解31-32
• 3.3 算法實現(xiàn)32-34
• 3.4 實驗驗證及結(jié)果34-36
• 3.4.1 實驗驗證34
• 3.4.2 實驗結(jié)果分析34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 總結(jié)與展望38-40
• 4.1 本文工作總結(jié)38
• 4.2 后續(xù)工作展望38-40
• 致謝40-41
• 參考文獻41-45
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果45

【參考文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張靜;序列圖像運動估計與動脈超聲彈性成像[D];重慶大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：超聲彈性成像高精度位移追蹤方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：434380