本文關(guān)鍵詞：基于平面波的高速超聲向量血流成像技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：醫(yī)學(xué)超聲血流成像系統(tǒng)成為心血管疾病診斷的一個重要參考。傳統(tǒng)的超聲多普勒血流成像系統(tǒng)采用發(fā)射聚焦超聲的方式進行逐線掃描成像,導(dǎo)致成像幀頻很低,通常只有十幾幀。而平面波血流成像技術(shù)無需聚焦,進行平行發(fā)射大大提高了圖像的幀率,因此能夠十分容易獲取血流快速流動過程中產(chǎn)生的一些特殊現(xiàn)象。向量血流成像能夠同時精確表現(xiàn)血流速度的大小和方向信息,對于心血管疾病的診斷提供了十分有效的支持。因此,本文對平面波高速向量血流成像系統(tǒng)以及相關(guān)技術(shù)進行了全面的分析研究。首先,本文對超聲向量血流成像系統(tǒng)的基本理論進行了詳細的介紹,然后引入了平面波多普勒血流成像技術(shù),并設(shè)計仿真實驗分別從圖像分辨率、對比度、信噪比、血流速率估計精度以及成像幀頻幾個方面進行了深入分析。仿真實驗表明,復(fù)合平面波成像技術(shù)能夠保證與傳統(tǒng)聚焦成像模同等的圖像質(zhì)量以及血流速率估計準確性,并且能夠保證較高的幀頻(5次復(fù)合,10kHz重復(fù)頻率,幀頻約為2000fps)。其次,由于傳統(tǒng)的聚焦血流成像技術(shù)限制了壁濾波器階數(shù)的設(shè)計,進而降低了血流估計的準確性,而平面波血流成像克服了這個缺陷,本文通過理論分析與仿體實驗分析比較了IIR濾波器、FIR濾波器以及多項式回歸濾波器在平面波高速彩色血路成像中的性能,理論分析與實驗結(jié)果表明,FIR濾波器更加適用于實際的應(yīng)用當中。最后,本文提出了一種新型的高幀率二維向量血流成像方法。該方法結(jié)合了平面波成像技術(shù)、多合成孔徑成像技術(shù)、二維自相關(guān)技術(shù)以及復(fù)合成像技術(shù)。在接收模式下,同時采用左右兩個子孔徑進行偏轉(zhuǎn)角度波束形成,最終獲得橫向與軸向的血流速度信息。其有效性經(jīng)過了FieldⅡ仿真實驗、仿體實驗以及在體實驗的驗證。仿真實驗表明：軸向血流速度估計誤差在O.035m/s左右,估計方差0.0013ms左右；而橫向血流估計誤差約為0.08m/s,標準差約為0.009m/s；通過與近期發(fā)表的平面波向量血流成像方法進行對比,本文方法的橫向估計速率提高了0.02ms,軸向估計速率提高了0.003ms。此外,通過沿不同角度多次發(fā)射平面波,采用復(fù)合成像技術(shù),血流估計穩(wěn)定性得到了極大的改善。最后,設(shè)計了仿體和在體實驗,證明了該方法具有應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：平面波超聲 復(fù)合成像 壁濾波器 多普勒血流速度估計 向量血流成像
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;R445.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 選題背景與研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與方向10-12
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與創(chuàng)新點12-15
• 2 超聲向量血流成像基本理論15-23
• 2.1 超聲向量血流成像系統(tǒng)15-16
• 2.2 波束控制與波束形成16-19
• 2.2.1 換能器發(fā)射與接收模式16-18
• 2.2.2 波束形成18-19
• 2.3 回波信號處理技術(shù)19-22
• 2.3.1 信號解調(diào)19-20
• 2.3.2 速率估計20-22
• 2.4 超聲血流圖像評價標準22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 平面波多普勒成像技術(shù)仿真實驗研究23-34
• 3.1 方法介紹23-28
• 3.1.1 單個平面波多普勒技術(shù)23
• 3.1.2 平面波空間復(fù)合多普勒技術(shù)23-25
• 3.1.3 延時疊加25-28
• 3.2 理論分析28-29
• 3.3 仿真實驗29-33
• 3.3.1 Field仿真平臺29
• 3.3.2 實驗設(shè)計29-32
• 3.3.3 實驗結(jié)果與分析32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 平面波向量血流成像中壁濾波器性能分析34-49
• 4.1 壁濾波器理論34-37
• 4.1.1 無限脈沖響應(yīng)(ⅡR)濾波器34
• 4.1.2 有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器34-35
• 4.1.3 多項式回歸壁濾波器35-37
• 4.2 理論分析37-41
• 4.3 仿體實驗41-47
• 4.3.1 實驗器材、平臺介紹41-45
• 4.3.2 實驗設(shè)計45-47
• 4.3.3 結(jié)果與分析47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 5 一種新型的平面波向量血流成像技術(shù)49-64
• 5.1 成像技術(shù)理論49-54
• 5.1.1 偏轉(zhuǎn)角度波束形成49-50
• 5.1.2 多角度發(fā)射平面波向量血流成像方法50-51
• 5.1.3 本文提出的平面波向量血流成像方法51-52
• 5.1.4 平面波復(fù)合向量血流成像理論52-54
• 5.2 實驗設(shè)計54-56
• 5.3 結(jié)果與分析56-62
• 5.3.1 仿真實驗結(jié)果56-62
• 5.3.2 在體實驗結(jié)果62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 6 總結(jié)與展望64-67
• 6.1 總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-67
• 參考文獻67-72
• 作者簡介72

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本文編號：253775