【摘要】：動(dòng)脈血流的速度分布是評價(jià)人體生理病理的重要參數(shù)之一,它可以體現(xiàn)出人體新陳代謝水平、檢測血管管腔形態(tài)結(jié)構(gòu)和計(jì)算動(dòng)脈壁面剪切率等。超聲多普勒頻移法因其計(jì)算簡單、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于臨床血流速度檢測中。目前使用聚焦方法估計(jì)動(dòng)脈血流速度分布時(shí),存在掃描幀頻低、焦點(diǎn)外檢測精度下降和難以實(shí)現(xiàn)二維局域速度分布估計(jì)等問題。平面波可以改善以上問題,平面波的幀頻可達(dá)20 kHz,在發(fā)射階段不進(jìn)行波束形成,一次發(fā)射與接收即可獲得二維目標(biāo)區(qū)域的速度信息,通過相干復(fù)合形成的焦點(diǎn)分布,有助于提高估計(jì)的精確度。雖然平面波在理論上可以提高估計(jì)的精度與速度,但其可行性還需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。為此,本文基于Field II超聲仿真平臺,使用傳統(tǒng)聚焦和平面波的方法分別對血流速度分布進(jìn)行估計(jì),分析它們估計(jì)結(jié)果的特點(diǎn),得出結(jié)論。隨后研究平面波和探頭相關(guān)參數(shù)對估計(jì)精度的影響,對臨床檢測中參數(shù)的選取有重要參考價(jià)值。本文對平面波成像算法、相干復(fù)合原理和自相關(guān)血流速度估計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)地介紹,接著構(gòu)建頸動(dòng)脈血流散射點(diǎn)模型,模擬換能器發(fā)射不同傾斜角度的平面波,并對回波信號進(jìn)行延遲疊加、相干復(fù)合和自相關(guān)估計(jì)等處理,得到血流的速度分布。選取40個(gè)不同軸向位置的速度剖面,計(jì)算它們與理論值的歸一化均方根誤差(Normalized root mean square errors,NRMSEs)的均值,進(jìn)行分析比較,得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,傳統(tǒng)聚焦方法估計(jì)的NRMSEs在0.30附近,平面波可以達(dá)到類比于聚焦的效果,其NRMSEs也在0.30附近(5次相干復(fù)合,傾斜角度間隔為5o時(shí))。在平面波參數(shù)中,傾斜角度間隔分別為0.5o、3o、7o和12o時(shí),NRMSEs分別為0.23、0.28、0.31及0.33(5次相干復(fù)合);相干復(fù)合分別為3、5、7及9次時(shí),NRMSEs都在0.23附近(傾斜角度間隔為0.5o)。在陣元參數(shù)中,當(dāng)陣元間隔小于陣元寬度時(shí),估計(jì)精度在合理范圍內(nèi)(以聚焦為參考,NRMSEs不超過0.30),否則NRMSEs在0.30以上;使用32、64、128及196個(gè)陣元進(jìn)行估計(jì)時(shí),NRMSEs不變化,但會(huì)影響探頭尺寸。綜上所述,平面波可以取代聚焦成為估計(jì)動(dòng)脈血流速度分布的一種新方法。在平面波參數(shù)中,較小的傾斜角度間隔可以提高估計(jì)的精度,而復(fù)合次數(shù)與估計(jì)精度的關(guān)系不大;在陣元參數(shù)中,陣元間隔應(yīng)小于陣元寬度,否則會(huì)造成精度損失,陣元數(shù)目雖不影響估計(jì)精度,但會(huì)影響估計(jì)的范圍。因此,提前選擇適宜的參數(shù)可以提高平面波估計(jì)的準(zhǔn)確性與快速性。
【圖文】：

聚焦方法二維B超圖像的形成

平面波延遲疊加成像示意圖：（a）平面波在組織中傳播；（b）組織的反射回波傳播示意圖；（c）換能器接收的回波信號；（d）波束形成中的射頻線延遲疊加；（e）血流組織B超圖
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R445.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2661980