本文關(guān)鍵詞：基于卡爾曼濾波的超聲多普勒血流估計(jì)應(yīng)用研究

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【摘要】：超聲多普勒技術(shù)由于能實(shí)時無損傷地進(jìn)行血流估計(jì),提取病理參數(shù),進(jìn)而為血液循環(huán)系統(tǒng)和血管疾病的診斷提供依據(jù),因此在臨床上有著廣泛的應(yīng)用。超聲多普勒血流估計(jì)的核心算法為譜估計(jì)方法。文章介紹了超聲血流估計(jì)中的兩個常規(guī)應(yīng)用(血流多普勒頻譜成像和胎心檢測),其主流的估計(jì)方法都是基于經(jīng)典譜估計(jì)算法。卡爾曼濾波作為最佳估計(jì)濾波器,是雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、語音識別、圖像處理、模式識別等領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛有效的工具。本文運(yùn)用卡爾曼濾波這一最小方差準(zhǔn)則下的最佳估計(jì)算法,實(shí)現(xiàn)超聲多普勒血流估計(jì)應(yīng)用,針對上述兩個常規(guī)檢測展開研究和論述。文章調(diào)研了國內(nèi)外學(xué)者在血流多普勒頻譜成像和胎心檢測的研究成果,以及目前常用的譜估計(jì)算法。本文將卡爾曼濾波和超聲多普勒血流估計(jì)相結(jié)合,對其最優(yōu)估計(jì)的原理和自適應(yīng)循環(huán)理論做了詳細(xì)的陳述。針對超聲多普勒信號進(jìn)行復(fù)數(shù)卡爾曼濾波的參數(shù)建模,在濾波器的仿真估計(jì)過程中體現(xiàn)了卡爾曼濾波建模的有效性和準(zhǔn)確性,以及相比于經(jīng)典譜估計(jì)的優(yōu)勢所在。本文圍繞卡爾曼濾波在血流多普勒頻譜成像和胎心檢測兩個方面的應(yīng)用,分別進(jìn)行了算法研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。算法研究部分講述了針對兩種應(yīng)用的卡爾曼濾波算法的參數(shù)模型和濾波過程,實(shí)驗(yàn)部分對實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的做出了詳細(xì)討論。針對多普勒血流頻譜成像,運(yùn)用復(fù)數(shù)卡爾曼濾波算法實(shí)現(xiàn)了全深度血流信息檢測,多模態(tài)的血流多普勒一維和二維檢測頻譜成像,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地速度估計(jì)以及方向識別。基于臨床志愿者的檢測成像與FFT算法成像做了對比,說明卡爾曼濾波算法具有參數(shù)設(shè)計(jì)靈活、延時小、頻譜響應(yīng)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢。針對胎心檢測,結(jié)合小波變化設(shè)計(jì)參數(shù)模型,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確心率估計(jì)。包絡(luò)提取解決了多倍頻干擾、信號漂移等問題,計(jì)算快速可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化應(yīng)用。綜合兩種血流估計(jì)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,卡爾曼濾波估計(jì)具有非常好的估計(jì)準(zhǔn)確度和參數(shù)設(shè)計(jì)靈活性,可以有效地實(shí)現(xiàn)超聲多普勒血流估計(jì)應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R445.1

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本文編號：1178959