【摘要】：超聲診斷設(shè)備具有實(shí)時，無損無創(chuàng)，無電離輻射等特點(diǎn)，在現(xiàn)代臨床檢測中具有重要作用。特別是超聲多普勒技術(shù)的運(yùn)用，使其在血流信息的動態(tài)檢測中具有不可替代的作用。數(shù)字化超聲多普勒系統(tǒng)相比于模擬系統(tǒng)而言不容易受外界電磁環(huán)境、溫度變化等因素的干擾，而且可以運(yùn)用現(xiàn)代信號處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更高級的檢測功能。 本文首先回顧了超聲多普勒診斷設(shè)備的發(fā)展歷程，接著分析了超聲多普勒血流測量的基本原理，然后設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個全數(shù)字化的多普勒血流測量系統(tǒng)，并在此平臺上進(jìn)行了功率M型多普勒血流成像技術(shù)和編碼激勵血流成像技術(shù)的研究，多普勒體模檢測實(shí)驗(yàn)和腦血流檢測實(shí)驗(yàn)證明了系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。 傳統(tǒng)的經(jīng)顱多普勒診斷設(shè)備，由于顱骨聲窗較小，只能用單陣元探頭進(jìn)行探測，臨床檢查時，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過不斷調(diào)整探頭的角度和采樣深度來尋找血管，操作起來十分不便。本系統(tǒng)利用功率M型多普勒血流成像技術(shù)，結(jié)合經(jīng)典的自相關(guān)方法，可以顯示出超聲波發(fā)射方向上整個深度的血流信息，為臨床檢查帶來了便利。 編碼激勵技術(shù)通過發(fā)射經(jīng)過特殊編碼的脈沖序列，并且應(yīng)用解碼濾波器對回波信號進(jìn)行脈沖壓縮，可以改善系統(tǒng)的軸向空間分辨率。經(jīng)顱多普勒設(shè)備臨床檢測時，由于顱骨對超聲波的衰減較大，為了提高信號的強(qiáng)度，發(fā)射時所用脈沖長度一般較長，導(dǎo)致系統(tǒng)的軸向空間分辨率很差。本文采用2周期基礎(chǔ)碼調(diào)制的13位Barker碼編碼激勵方法，得到遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法的軸向空間分辨率。 此外，本文在此平臺基礎(chǔ)上研究了聲譜圖包絡(luò)提取及多普勒參數(shù)自動計(jì)算等數(shù)據(jù)后處理算法，使系統(tǒng)可以實(shí)時產(chǎn)生血流動力學(xué)診斷參數(shù)，為臨床檢查帶來了便利。
【圖文】：

同樣，它的發(fā)展也經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化的發(fā)展過程。圖1.1 脈沖多普勒診斷設(shè)備原理框圖[2]1.1.2 數(shù)字化超聲多普勒診斷設(shè)備傳統(tǒng)的超聲多普勒血流測量儀器中仍使用模擬電路來完成信號采集與解調(diào)處理，此類系統(tǒng)不僅容易受外界電磁環(huán)境、溫度變化等因素的干擾，也難以運(yùn)用現(xiàn)代信號處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更高級的檢測功能，例如多深度檢測、功率 M 型多普勒血流成像（power M-mode Doppler, PMD）[7]以及編碼激勵成像[8]等。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展，全數(shù)字化的 B 型超聲診斷系統(tǒng)以其優(yōu)秀的圖像質(zhì)量和良好的穩(wěn)定性逐步取代傳統(tǒng)的模擬 B 型超聲診斷儀，，上述問題已經(jīng)逐步也得到解決。數(shù)字化脈沖多普勒系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)更穩(wěn)定，精確，結(jié)構(gòu)簡單且易于升級，是當(dāng)今脈沖多普勒系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。

圖1.4 PMD檢測顱內(nèi)血流示意圖。(a)顱內(nèi)血管RMCA、RACA、LACA內(nèi)的血流情況；(b)50mm深度處的血流信號聲譜圖；(c)超聲檢測顱內(nèi)血管示意圖[7]但是由于顱骨對超聲波的衰減較大，臨床檢測時為了提高信號的強(qiáng)度，發(fā)射時所用脈沖長度一般較長，這就導(dǎo)致回波信號的軸向空間分辨率很差，給血管的定位和識別帶來了不便。編碼激勵技術(shù)可以發(fā)射經(jīng)過特殊編碼的長脈沖序列，并且應(yīng)用解碼濾波器對回波信號進(jìn)行脈沖壓縮，因而有望改善系統(tǒng)的軸向空間分辨率。1.3 超聲編碼激勵技術(shù)1.3.1 編碼激勵技術(shù)的發(fā)展編碼激勵技術(shù)最早應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)和通信領(lǐng)域，1974 年 Newhouse 提出了白噪聲激勵的多普勒測量系統(tǒng)[12]，將編碼激勵技術(shù)引入超聲成像系統(tǒng)。在此后的 30 多年里, 發(fā)展出了多種編碼技術(shù)，其編碼方式大致可以分為連續(xù)[13][14]
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R445.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 翟偉;王紅莉;沈毅;劉林凱;;彩色血流成像中幾種壁濾波器的比較[J];醫(yī)療設(shè)備信息;2006年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 趙珩;超聲彩色血流成像中編碼激勵技術(shù)的研究[D];清華大學(xué);2006年

本文編號：2599308