【摘要】：在醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)中,波束形成的設(shè)計(jì)是一個核心的問題,對成像質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用,而圖像質(zhì)量的好壞直接影響到診斷效果。延時疊加波束形成(Delay and Sum,DAS)被廣泛用于醫(yī)學(xué)超聲成像,但是得到的圖像具有較寬的主瓣和較大的旁瓣,導(dǎo)致了圖像的分辨率低、對比度低。一般通過幅度變跡技術(shù),壓制旁瓣幅度但是增加了主瓣寬度。由于人體內(nèi)的各個組織對超聲的傳播速度,傳播特性,衰減系數(shù)等都有不同。而傳統(tǒng)DAS波束形成算法的延時是按照固定的速度來計(jì)算的,必定會造成一定的誤差,對于成像和診斷都有一定的影響。近幾十年來,自適應(yīng)波束形成一直在陣列信號處理如無線通信,雷達(dá)和聲納等其他領(lǐng)域有廣泛使用,最常見的方法是Capon于1969年提出的最小方差(Minimum Variance,MV)自適應(yīng)波束形成算法。自適應(yīng)波束形成的加權(quán)因子是由回波信號決定,能夠動態(tài)地根據(jù)回波信號調(diào)整各個通道的加權(quán)因子,由此能更加精確的得到合成的波束,提高了成像質(zhì)量。本文在對DAS波束形成方法和自適應(yīng)波束形成方法的原理介紹的基礎(chǔ)上,對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究,對比兩種方法的成像效果。利用Field Ⅱ仿真,對比不同聚焦方式下超聲波束合成的效果,并且對比不同窗函數(shù)的幅度變跡對圖像質(zhì)量的影響。本文提出了應(yīng)用在醫(yī)學(xué)超聲成像的最小方差自適應(yīng)波束形成算法,并利用Field Ⅱ?qū)⑵渑c傳統(tǒng)的延時疊加波束形成成像效果進(jìn)行對比。超音剪切成像(Supersonic Shear Imaging SSI),是一種新的對軟組織粘彈性性質(zhì)實(shí)時可視化的超聲成像技術(shù),其波束形成的特點(diǎn)是并行發(fā)射并行接收。本文討論了一種基于稀疏表示的自適應(yīng)波束形成算法,能符合SSI的高幀頻平面波的成像特點(diǎn)。最后利用中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院自主研發(fā)的ARFI (Acoustic Radiation Force Impulse)系統(tǒng)采集近似于平面波的真實(shí)超聲數(shù)據(jù),利用MATLAB處理數(shù)據(jù),分別實(shí)現(xiàn)DAS波束形成和MV自適應(yīng)波束形成兩種方法的定點(diǎn)聚焦和分段聚焦方式。通過仿真和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),最后得到結(jié)論：最小方差自適應(yīng)波束形成算法無論是仿真,還是實(shí)際應(yīng)用,成像效果都較傳統(tǒng)的DAS波束形成算法有顯著的提高。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R445.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2796371