本文關(guān)鍵詞：基于人體腹壁組織的非線性聲場模型研究

  更多相關(guān)文章： 非線性超聲 聲場仿真 完全匹配層 交錯網(wǎng)格 諧波成像

【摘要】：醫(yī)學(xué)超聲成像因其操作簡便、安全無創(chuàng)和檢測成本低等優(yōu)點,在臨床實踐中獲得了廣泛應(yīng)用。由于生物體內(nèi)不同部位組織的聲學(xué)參數(shù)存在差異,超聲在生物體內(nèi)傳播時將發(fā)生復(fù)雜的衍射、反射、散射及非線性現(xiàn)象,導(dǎo)致聚焦聲束在生物組織內(nèi)的幾何形狀和能量分布發(fā)生畸變。因此,研究超聲在人體組織中的傳播規(guī)律,是研究聚焦聲束在組織中畸變校正算法的基礎(chǔ)。受目前聲學(xué)檢測技術(shù)的制約,實驗中難以獲得生物組織內(nèi)聲束形狀及能量分布等數(shù)據(jù),因而超聲聲場傳播仿真仍是快速獲得醫(yī)學(xué)超聲聲場分布數(shù)據(jù)的有效手段。 本論文針對目前醫(yī)學(xué)超聲聲場分布仿真的缺陷,基于數(shù)字化人體腹壁組織解剖圖像,提出了用交錯網(wǎng)格有限差分對耦合超聲非線性方程進(jìn)行求解的數(shù)值計算方法；采用OpenCV工具包編寫程序,研究了人體腹壁組織中的聲場分布特性；利用SONIX TOUCH彩色超聲診斷系統(tǒng)和超聲聲場檢測系統(tǒng)對水介質(zhì)中的聲場分布進(jìn)行實驗測量,對比分析了實驗結(jié)果與仿真結(jié)果；最后探討了該模型在組織諧波成像中的應(yīng)用。 將人體腹壁組織切片圖像作為超聲傳播仿真的介質(zhì),能更真實地反映生物組織的復(fù)雜性。相比于傳統(tǒng)的FDTD方法,本文所提出的計算模型更易獲得收斂解。基于組織聲場能量分布發(fā)生畸變的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)同均勻介質(zhì)相比：當(dāng)聲速均勻而密度非均勻時,聲束仍聚焦良好,焦點處聲能下降了1.8dB；當(dāng)密度均勻而聲速非均勻時,聲束發(fā)散嚴(yán)重,焦點處聲能下降了3.8dB,下降程度與非均勻組織接近。于是得出結(jié)論：組織聲速在空間分布的非均勻性是導(dǎo)致聚焦聲束能量分布畸變的主要原因。通過該模型可得到瞬時聲壓和聲場能量的分布,這對今后評價超聲劑量的生物安全性、開發(fā)商業(yè)化非線性聲場仿真工具包以及加速將非線性聲場理論應(yīng)用于產(chǎn)品研制的進(jìn)程提供參考。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R310;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王秀明,張海瀾,王東;利用高階交錯網(wǎng)格有限差分法模擬地震波在非均勻孔隙介質(zhì)中的傳播[J];地球物理學(xué)報;2003年06期

2 王威琪;;論生物醫(yī)學(xué)超聲研究的學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;1992年06期

3 鄭音飛;邱飛岳;李鵬;胡大可;陳裕泉;;基于發(fā)射束迭代算法的超聲波色差抑制方法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2009年02期

4 黃坤朋;趙越U，

本文編號：1290458