本文關(guān)鍵詞：全數(shù)字B超診斷儀波束合成技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：醫(yī)學(xué)超聲成像技術(shù)和X射線成像技術(shù)、磁共振成像技術(shù)以及核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)一起被公認(rèn)為現(xiàn)今四大醫(yī)學(xué)影像技術(shù),成為現(xiàn)今醫(yī)學(xué)影像技術(shù)不可或缺的角色。與其他影像技術(shù)相比,超聲成像技術(shù)由于操作簡(jiǎn)單、安全、迅速、無痛苦和無計(jì)量積累誤差等優(yōu)點(diǎn)受到各界廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。波束合成技術(shù)一直是超聲成像系統(tǒng)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn),直接影響到最后超聲成像的質(zhì)量。為此,研究新型的、高效的、波束合成技術(shù),對(duì)提高國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)超聲診斷設(shè)備的總體質(zhì)量具有十分重要意義。延遲疊加波束合成方法是應(yīng)用最為廣泛的波束合成方法。但是由于存在波束掃描死區(qū)和逐點(diǎn)聚集所需存儲(chǔ)容量過大等問題限制了超聲成像質(zhì)量的進(jìn)一步提高,為此本課題做了以下方面的研究:(1)研究了分段發(fā)射與逐點(diǎn)聚集相結(jié)合的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了在發(fā)射部分采用融合動(dòng)態(tài)孔徑分段發(fā)射,接收部分采用逐點(diǎn)聚集,提高橫向分辨率。(2)研究了一種融合動(dòng)態(tài)孔徑技術(shù)的線性掃描方式,通過多次交互式掃描,使得掃描線空間位移量最少,盡可能覆蓋掃描區(qū)域,消除掃描死區(qū)。(3)提出了相鄰位移聚集延時(shí)參數(shù)存儲(chǔ)方法,通過研究相對(duì)聲差,求出相鄰位置的聚焦延時(shí)數(shù)據(jù),通過對(duì)相鄰聚集延時(shí)參數(shù)的分解壓縮,并在聚集的合成過程中,生成聚焦延時(shí)參數(shù),運(yùn)用此算法降低存儲(chǔ)容量的同時(shí),降低了硬件資源。(4)設(shè)計(jì)了高速LVDS串行接口,通過外部時(shí)鐘芯片保證多通道的AD轉(zhuǎn)換電路的同步采樣。(5)設(shè)計(jì)了基于FPGA的硬件系統(tǒng),完成了超聲波波束的前端系統(tǒng)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)超聲波束的發(fā)射與接收,為后續(xù)數(shù)據(jù)處理做好準(zhǔn)備。(6)搭建了基于FPGA的超聲硬件平臺(tái),完成數(shù)據(jù)采集,通過matlab數(shù)據(jù)分析,對(duì)比的圖像成像效果,圖像效果質(zhì)量明顯提高。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字B超 動(dòng)態(tài)孔徑發(fā)射聚焦 逐點(diǎn)動(dòng)態(tài)聚焦 壓縮存儲(chǔ)
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R445.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究歷史與現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 超聲成像發(fā)展歷史10-11
• 1.2.2 數(shù)字波束合成技術(shù)研究歷史與現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 2 B超波束合成原理及關(guān)鍵技術(shù)13-27
• 2.1 超聲波特性13-14
• 2.1.1 超聲波的反射13-14
• 2.1.2 超聲波產(chǎn)生與接收14
• 2.2 延時(shí)疊加原理14-17
• 2.3 波束合成技術(shù)17-24
• 2.3.1 聚焦技術(shù)17-19
• 2.3.2 聲場(chǎng)分布計(jì)算19-20
• 2.3.3 凸探頭聲束仿真20-22
• 2.3.4 動(dòng)態(tài)孔徑技術(shù)22-24
• 2.4 超聲圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)24-25
• 2.4.1 縱向分辨率24
• 2.4.2 橫向分辨率24-25
• 2.5 超聲圖像仿真25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 超聲硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)27-39
• 3.1 基于FPGA的總體系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)27-28
• 3.2 超聲收發(fā)電路28-37
• 3.2.1 高壓脈沖發(fā)射電路28-29
• 3.2.2 高壓模擬開關(guān)電路29-32
• 3.2.3 收發(fā)隔離選通電路32-33
• 3.2.4 高速AD轉(zhuǎn)換部分33-35
• 3.2.5 高速LVDS串行接口35-37
• 3.3 本章小結(jié)37-39
• 4 波束合成器的FPGA實(shí)現(xiàn)39-55
• 4.1 基于FPAG的波束合成設(shè)計(jì)系統(tǒng)39-40
• 4.2 發(fā)射聚焦、動(dòng)態(tài)孔徑的實(shí)現(xiàn)40-45
• 4.2.1 發(fā)射脈沖寬度和發(fā)射脈沖周期分析41
• 4.2.2 片內(nèi)PLL生成系統(tǒng)時(shí)鐘41-42
• 4.2.3 上下互鎖模塊實(shí)現(xiàn)42
• 4.2.4 聚焦控制和動(dòng)態(tài)孔徑42-43
• 4.2.5 掃查方式控制43-44
• 4.2.6 陣元片選軟件的實(shí)現(xiàn)44-45
• 4.3 接收聚集子系統(tǒng)45-54
• 4.3.1 逐點(diǎn)聚焦延時(shí)參數(shù)的計(jì)算45-47
• 4.3.2 聚焦延時(shí)參數(shù)量化存儲(chǔ)47-48
• 4.3.3 相鄰位移聚集延時(shí)參數(shù)生成48-51
• 4.3.4 基于FPGA相鄰位移聚焦延時(shí)參數(shù)壓縮算法的實(shí)現(xiàn)51-53
• 4.3.5 改進(jìn)壓縮存儲(chǔ)算法的結(jié)果討論53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建與結(jié)果驗(yàn)證55-61
• 5.1 電路測(cè)試及結(jié)果驗(yàn)證55-57
• 5.1.1 發(fā)射電路測(cè)試55-56
• 5.1.2 隔離電路測(cè)試56-57
• 5.2 搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)57-59
• 5.2.1 探頭型號(hào)選擇57
• 5.2.2 電路板展示57-58
• 5.2.3 采集數(shù)據(jù)分析58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 致謝63-65
• 參考文獻(xiàn)65-67
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果67

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