超聲成像設(shè)備具有低成本,對(duì)人體無(wú)傷害等特點(diǎn),這使得超聲診斷設(shè)備是目前臨床上最重要的一種成像設(shè)備。但與其它成像手段相比,圖像質(zhì)量較差。為了改善超聲的圖像質(zhì)量,近年來(lái),許多新技術(shù),新方法應(yīng)用在超聲成像中。本論文在幾個(gè)方面對(duì)提高超聲成像性能進(jìn)行了研究。 論文將編碼激勵(lì)技術(shù)應(yīng)用在彩色血流成像中。傳統(tǒng)的彩色血流成像方法中,為了得到某掃查角上的血流速度,需要在該掃查角度上發(fā)射多次脈沖(4-16次)。這樣導(dǎo)致彩色血流成像的幀頻大幅降低。為了解決彩色血流成像時(shí)幀頻降低的問(wèn)題,文章提出了一種利用編碼激勵(lì),從而一次性獲取血流速度的方法。用寬帶的編碼信號(hào)替代傳統(tǒng)的窄帶信號(hào)作為激勵(lì),將回波信號(hào)通過(guò)若干組帶通濾波器后進(jìn)行匹配濾波,得到一系列時(shí)間上分離的窄帶信號(hào),再將這些窄帶信號(hào)通過(guò)自相關(guān)算法計(jì)算血流速度估計(jì)值,將多次估計(jì)值求平均,得到最終的血流速度估計(jì)。結(jié)果表明由于每個(gè)掃查角度只需要發(fā)射一次,該方法能夠大幅提高彩色血流成像的幀頻。其中論文首次獨(dú)立完整的推導(dǎo)了編碼激勵(lì)技術(shù)應(yīng)用在提高彩色血流成像幀頻上的理論算法。 論文還研究了醫(yī)學(xué)超聲成像中組織諧波成像的色差問(wèn)題,目前對(duì)二次諧波在成像過(guò)程中能否消除體壁帶來(lái)的色差影響仍有爭(zhēng)議,文章通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了Bjorn Angelsen等人提出的組織諧波并不能解決聲波的色差問(wèn)題,并提出了一種利用迭代算法來(lái)抑制超聲色差的方法。該方法首先通過(guò)來(lái)自隨機(jī)散射體的信號(hào),計(jì)算到達(dá)時(shí)間和振幅波動(dòng)的估計(jì)值；然后將這些估計(jì)值應(yīng)用到發(fā)射聲束中以獲得校正的發(fā)射聲束剖面；最后,由校正后的發(fā)射聲束產(chǎn)生新的散射體信號(hào),重復(fù)該過(guò)程若干次。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果顯示,只需很少幾個(gè)迭代即可得到近似于無(wú)色差的發(fā)射聲束剖面圖。 論文最后給出了全數(shù)字超聲影像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。完成了全數(shù)字超聲影像系統(tǒng)里動(dòng)態(tài)聚焦,變跡,變孔徑,動(dòng)態(tài)濾波,探頭激勵(lì)方式等多個(gè)模塊的仿真,并具體給出了全數(shù)字超聲影像系統(tǒng)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算方法,硬件結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)。不僅建立了全數(shù)字超聲診斷設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論依據(jù),更是為全數(shù)字超聲影像系統(tǒng)提供了較為完整的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)出的全數(shù)字超聲影像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)聚焦,動(dòng)態(tài)變跡,動(dòng)態(tài)變孔徑,動(dòng)態(tài)濾波,中值濾波,數(shù)字掃描變換等多項(xiàng)核心指標(biāo),圖像質(zhì)量及系統(tǒng)功能已經(jīng)能與國(guó)外同等機(jī)型相媲美。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：R445.1
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 超聲成像技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀
    1.2 超聲成像領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法
        1.2.1 編碼激勵(lì)技術(shù)
        1.2.2 諧波成像技術(shù)
        1.2.3 全數(shù)字化技術(shù)
    1.3 本論文的研究目的、方法和內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 論文內(nèi)容
2 線性聲場(chǎng)中編碼激勵(lì)的研究
    2.1 線性聲場(chǎng)基礎(chǔ)理論
        2.1.1 超聲波脈沖激勵(lì)的沖激響應(yīng)函數(shù)
        2.1.2 單陣元換能器超聲聲場(chǎng)的計(jì)算
        2.1.3 陣列換能器的超聲場(chǎng)計(jì)算
    2.2 編碼激勵(lì)原理
        2.2.1 信號(hào)調(diào)制
        2.2.2 匹配濾波與脈沖壓縮
        2.2.3 TB積和信噪比增益
        2.2.4 衰減介質(zhì)中的匹配濾波
        2.2.5 波形的選擇
    2.3 利用編碼激勵(lì)提高彩色血流成像幀頻的研究
        2.3.1 利用編碼激勵(lì)求彩色血流成像原理
        2.3.2 編碼設(shè)計(jì)
        2.3.3 頻率分離
        2.3.4 脈沖壓縮
        2.3.5 血流速度估計(jì)
        2.3.6 仿真結(jié)果
        2.3.7 討論
    2.4 本章小結(jié)
3 線性聲場(chǎng)中諧波成像及色差的研究
    3.1 聲波非線性傳播的理論分析及仿真建模
        3.1.1 非線性波動(dòng)方程
        3.1.2 Westervelt方程介紹
        3.1.3 體壁模型的建立
        3.1.4 仿真
        3.1.5 仿真結(jié)果及討論
    3.2 基于發(fā)射束迭代算法的超聲波色差抑制
        3.2.1 信號(hào)和色差校正模型
        3.2.2 散射體無(wú)關(guān)色差及van Cittert-Zernike定理
        3.2.3 發(fā)射聲束迭代
        3.2.4 仿真及實(shí)驗(yàn)
        3.2.5 結(jié)果
        3.2.6 結(jié)論
    3.3 本章小結(jié)
4 全數(shù)字超聲影像系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    4.1 超聲系統(tǒng)組成
    4.2 發(fā)射接收系統(tǒng)
        4.2.1 多探頭切換及陣元間的切換
        4.2.2 32路回波信號(hào)的整序與對(duì)稱折疊
        4.2.3 根據(jù)不同焦點(diǎn)產(chǎn)生32路發(fā)射波形
        4.2.4 變功率發(fā)射
        4.2.5 TGC控制
        4.2.6 激勵(lì)波形的選擇
    4.3 超聲成像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
        4.3.1 回波數(shù)據(jù)預(yù)處理
        4.3.2 波束合成
        4.3.3 動(dòng)態(tài)濾波器
        4.3.4 包絡(luò)檢波
        4.3.5 二次抽樣
        4.3.6 中值濾波
        4.3.7 動(dòng)態(tài)壓縮
        4.3.8 灰階映射
        4.3.9 時(shí)間濾波
        4.3.10 空間濾波
        4.3.11 幀相關(guān)處理
        4.3.12 數(shù)字掃描變換
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
        5.1.1 課題中完成的工作
        5.1.2 課題中的創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
作者在學(xué)期間所取得的科研成果

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 喻玲;王亞麗;胡建群;;不同年齡人群腰段脊柱超聲成像的差異[J];南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年08期

2 王輝;趙學(xué)凌;;下肢深靜脈血栓形成的影像學(xué)診斷進(jìn)展[J];中外醫(yī)療;2011年23期

3 施偉斌;江翰;王雪峰;王子豪;丁晶;劉穎斌;;兔VX2肝癌模型的建立及納米微泡造影劑在模型早期檢測(cè)中的應(yīng)用[J];肝膽外科雜志;2011年03期

4 劉光清;徐建紅;;超聲對(duì)乳腺實(shí)性包塊的BI-RADS3、4、5分級(jí)與結(jié)果對(duì)照研究[J];海南醫(yī)學(xué);2011年16期

5 徐智章;;評(píng)述如何選定正確醫(yī)學(xué)超聲術(shù)語(yǔ)[J];上海醫(yī)學(xué)影像;2011年02期

6 張娟娟;;四維超聲在診斷胎兒畸形上的臨床應(yīng)用[J];中外醫(yī)療;2011年24期

7 閆建平;;三維超聲診斷胎兒臍膨出合并脈絡(luò)叢囊腫一例[J];中華醫(yī)學(xué)超聲雜志(電子版);2011年07期

8 李志明;;應(yīng)用對(duì)比劑增強(qiáng)的破壞-再灌注超聲成像技術(shù),定量評(píng)估經(jīng)不同劑量抗血管生成劑治療后的小鼠腫瘤血流量[J];國(guó)際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志;2011年04期

9 M.Lorenzon;C.Zuiani;A.Linda;V.Londero;R.Girometti;M.Bazzocchi;余華君;;乳頭溢液病人行MRI:我們是否應(yīng)該建議?[J];國(guó)際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志;2011年04期

10 周明;吳榮秀;;超聲彈性成像技術(shù)在乳腺疾病診斷與鑒別診斷中的應(yīng)用[J];中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)藥雜志;2011年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李鵬;醫(yī)學(xué)超聲成像中若干新技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2009年

2 鄭馳超;超聲測(cè)量骨密度及超聲成像的若干方法的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 李洪林;乳腺良、惡性病變的超聲診斷及其與鉬靶X線攝影診斷的比較研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2004年

4 李杰;肝臟灰階超聲造影及定量研究[D];中國(guó)人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2004年

5 李德玉;基于心腔內(nèi)組織多普勒超聲成像的心電活動(dòng)與心肌組織運(yùn)動(dòng)時(shí)空相關(guān)性的研究[D];四川大學(xué);2002年

6 于曉玲;低機(jī)械指數(shù)實(shí)時(shí)灰階超聲造影評(píng)價(jià)治療后殘存肝癌及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)及臨床研究[D];中國(guó)人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2004年

7 李敏;下頜角截骨術(shù)后咬肌變化及咬肌再附著的研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2007年

8 查恩來(lái);鉆孔電視成像技術(shù)在工程探測(cè)中的應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2006年

9 李凌;碳纖維復(fù)合材料數(shù)字化超聲檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2007年

10 李秋鋒;混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部異常超聲成像技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 齊雁;醫(yī)用B型超聲成像前端系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2010年

2 龔偉;微波熱致超聲成像及其在乳腺癌檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2010年

3 肖寅;微波熱致超聲成像仿體及系統(tǒng)小型化改進(jìn)實(shí)驗(yàn)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

4 趙自民;基于超聲成像技術(shù)的套損檢測(cè)研究[D];西南石油大學(xué);2012年

5 劉建;相控陣超聲成像算法研究及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2012年

6 陳功;微波熱致超聲成像技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

7 楊大艷;二維應(yīng)變超聲成像對(duì)單純糖尿病患者左室收縮功能的評(píng)價(jià)[D];暨南大學(xué);2012年

8 陳雯柏;合成孔徑技術(shù)在井壁超聲成像系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D];燕山大學(xué);2004年

9 王偉明;數(shù)字B超成像技術(shù)及其優(yōu)化方法的研究[D];重慶大學(xué);2010年

10 吳偉佳;小孔徑高分辨相控陣超聲成像[D];西安電子科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2864743