本文關(guān)鍵詞：彩色多普勒血流成像中流速估計模塊設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： CFI 多普勒 血流成像 FPGA 雜波抑制

【摘要】：彩色多普勒血流成像(CFI)能夠在較大范圍內(nèi)實時顯示人體內(nèi)血流速度大小、方向和分布等血流動力學(xué)參數(shù),兼有人體組織信息,并具有無損傷、無痛苦、電離輻射小和實時性好等優(yōu)點,備受臨床心血管疾病檢測的青睞。本文主要工作是在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)硬件平臺和Quartus II軟件環(huán)境下,使用Verilog HDL完成全數(shù)字化CFI系統(tǒng)中流速估計模塊的設(shè)計與實現(xiàn),在此過程中充分利用了信號回寫、串并結(jié)合、流水線等思想完成信號解調(diào)、雜波抑制和自相關(guān)運算等功能。其次,針對系統(tǒng)中不足之處并結(jié)合本系統(tǒng)的硬件特性及算法可實現(xiàn)性,首先依據(jù)回波信號的能量特性對其進(jìn)行動態(tài)區(qū)域劃分和局部平滑,然后根據(jù)時域特性并結(jié)合非平穩(wěn)雜波抑制法和多項式回歸法進(jìn)行非平穩(wěn)雜波抑制,提出了基于動態(tài)區(qū)域劃分的雜波抑制改進(jìn)方案。通過Modelsim SE對流速估計模塊進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗證了其邏輯的正確性、合理性及可靠性。通過搭建簡易模擬血液流動裝置對整個系統(tǒng)進(jìn)行模擬測試,獲得的消耗資源列表說明本系統(tǒng)模塊集成化高、資源消耗較少,具有一定的可擴展性;而PC機顯示的未進(jìn)行彩色編碼的圖像效果比較清晰,表明該系統(tǒng)基本實現(xiàn)了血流速度檢測功能。另外,利用Field II工具包對新算法進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明:該算法濾波后的雜波血流比約為6.120d B,能較好地抑制非平穩(wěn)雜波信號,估計出的血流速度剖面完整,成像質(zhì)量較高;該算法的運行時間約為0.3414s,執(zhí)行速度為非平穩(wěn)雜波抑制法的3倍,具有較高的實時性。
【關(guān)鍵詞】：CFI 多普勒 血流成像 FPGA 雜波抑制
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R445.1;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 課題背景及研究意義9
• 1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-11
• 1.4 課題研究內(nèi)容11-12
• 1.5 論文內(nèi)容安排12-13
• 2 彩色多普勒血流成像原理及相關(guān)技術(shù)13-32
• 2.1 彩色多普勒血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)13-17
• 2.1.1 超聲波在人體中的傳播特性及相關(guān)概念13-15
• 2.1.2 多普勒效應(yīng)15-17
• 2.2 超聲多普勒成像技術(shù)17-22
• 2.2.1 超聲多普勒成像技術(shù)的分類和比較17-19
• 2.2.2 彩色多普勒血流成像技術(shù)模型及原理19-22
• 2.3 彩色多普勒血流成像系統(tǒng)回波信號處理方案的研究22-31
• 2.3.1 多普勒回波信號的解調(diào)方法研究22-24
• 2.3.2 雜波信號的抑制方法研究24-28
• 2.3.3 自相關(guān)算法研究28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 彩色多普勒血流成像系統(tǒng)總體概述32-41
• 3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計32-34
• 3.2 系統(tǒng)硬件框架34-39
• 3.2.1 發(fā)射電路35-37
• 3.2.2 接收電路與前端模擬信號處理電路37-39
• 3.2.3 FPGA核心控制系統(tǒng)硬件方案39
• 3.3 系統(tǒng)開發(fā)工具39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 流速估計模塊的FPGA設(shè)計及實現(xiàn)41-64
• 4.1 FFPGA設(shè)計流程及原則41-44
• 4.2 基于FPGA的流速估計模塊的實現(xiàn)44-57
• 4.2.1 系統(tǒng)整體控制模塊44-45
• 4.2.2 信號解調(diào)模塊45-51
• 4.2.3 雜波抑制模塊51-56
• 4.2.4 自相關(guān)器模塊56-57
• 4.3 FPGA仿真測試和模擬實驗57-63
• 4.3.1 系統(tǒng)參數(shù)57-58
• 4.3.2 模塊仿真測試58-60
• 4.3.3 模擬血液實驗60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 5 基于動態(tài)區(qū)域劃分的雜波抑制改進(jìn)算法64-80
• 5.1 多普勒回波信號模型64-65
• 5.2 傳統(tǒng)雜波抑制方法65-66
• 5.3 算法整體策略與原理66-71
• 5.3.1 動態(tài)區(qū)域劃分和局部平滑66-68
• 5.3.2 雜波瞬時頻率估計68-69
• 5.3.3 局部非平穩(wěn)雜波抑制69-70
• 5.3.4 改進(jìn)方法的實現(xiàn)流程70-71
• 5.4 算法仿真評估71-79
• 5.4.1 Field II工具包簡介72-73
• 5.4.2 仿真模型及參數(shù)設(shè)置73-75
• 5.4.3 仿真結(jié)果與分析75-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 總結(jié)與展望80-82
• 致謝82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果88

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馬月紅;馬彥恒;王雪飛;;基于MATLAB的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計與仿真[J];電子測量技術(shù);2010年11期

2 胡爭;尚為進(jìn);李彬;;彩超系統(tǒng)中壁濾波器設(shè)計和性能比較[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2009年15期

3 馮乃章;張建秋;沈毅;;超聲彩色血流成像系統(tǒng)中一種新的MTI解決方案[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2006年02期

，

本文編號：766928