【摘要】：醫(yī)學(xué)超聲成像方便快捷,對(duì)人體沒(méi)有輻射損傷,成為醫(yī)學(xué)影像檢查的重要工具。傳統(tǒng)超聲線掃描成像模式由于需要多次發(fā)射聚焦,成像幀率低,不能滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)在瞬時(shí)彈性成像、腦功能成像等領(lǐng)域?qū)Τ上袼俣鹊囊�。平面波成像是高幀率成像的理想方�?但是由于缺少發(fā)射聚焦,成像質(zhì)量較差。相干平面波復(fù)合(Coherent plane wave compounding,CPWC)將不同發(fā)射角度的平面波成像結(jié)果進(jìn)行疊加,從而提高了平面波成像的質(zhì)量。但是傳統(tǒng)的CPWC成像方法只是將不同發(fā)射角度平面波的回波信號(hào)直接相加,忽略了回波信號(hào)之間的相關(guān)性。因此,可以將自適應(yīng)加權(quán)技術(shù),例如相干系數(shù)(coherence factor,CF)加權(quán)運(yùn)用在平面波復(fù)合成像的過(guò)程中,通過(guò)對(duì)成像結(jié)果的自適應(yīng)加權(quán)實(shí)現(xiàn)成像質(zhì)量的提升。本文根據(jù)平面波復(fù)合成像的特點(diǎn),提出了兩種自適應(yīng)加權(quán)系數(shù):短階相干系數(shù)(Short-lag Coherent Factor,SLCF)和過(guò)零點(diǎn)系數(shù)(Zero-crossing Factor,ZF)。SLCF是對(duì)CF的一種改進(jìn),它根據(jù)角度相干性的特點(diǎn),設(shè)置角度差異參數(shù)來(lái)確定相干系數(shù)的階數(shù),根據(jù)角度差異較小的平面波輸出結(jié)果進(jìn)行計(jì)算;ZF則是根據(jù)相鄰兩個(gè)發(fā)射角度平面波的成像結(jié)果的極性變化來(lái)計(jì)算,能夠更準(zhǔn)確地反映出背景組織之間的相干性。本文對(duì)所提出的兩個(gè)系數(shù)進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)成像,成像數(shù)據(jù)來(lái)自網(wǎng)上公開(kāi)的數(shù)據(jù)集。成像結(jié)果表明,SLCF加權(quán)算法相對(duì)于傳統(tǒng)的CPWC成像算法,可以改善成像的橫向分辨率和對(duì)比度。相對(duì)CF加權(quán)算法,SLCF可以提高對(duì)比度和背景成像質(zhì)量,而且運(yùn)算量更低;ZF加權(quán)的平面波復(fù)合成像算法能提升CPWC的對(duì)比度和分辨率。和CF加權(quán)算法相比,ZF加權(quán)能夠保持良好的背景散斑模式,提高成像的對(duì)比度和背景信噪比,改善成像質(zhì)量。本文提出的兩種自適應(yīng)加權(quán)系數(shù)采用較少的計(jì)算量,提升了平面波復(fù)合成像的質(zhì)量,對(duì)于超聲的臨床診斷具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 1. 1 超聲在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用Fig 1.1 The application of medical ultrasound聲成像的發(fā)展與原理超聲成像的發(fā)展 年法國(guó)物理學(xué)家 Curie 兄弟發(fā)現(xiàn)了壓電轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，這一現(xiàn)象是理論基礎(chǔ)。超聲換能器能夠發(fā)射和接收超聲波，這是超聲成像提，因此這一年是超聲成像技術(shù)的起源之年。1912 年泰坦尼克們開(kāi)始關(guān)注水下回聲定位與探測(cè)技術(shù)。1917 年，，C.Chilowsky 和管放大器，基于換能器的壓電效應(yīng)使用超聲進(jìn)行了水下探測(cè)，聲定位�；诖�，1921 年聲吶技術(shù)出現(xiàn)，并且成功用于潛水艇 年，超聲開(kāi)始用于工業(yè)探傷，比如探測(cè)金屬材料中是否存在探傷的超聲波長(zhǎng)在毫米級(jí)，工作頻率達(dá)到了兆赫茲，這樣高頻好，而強(qiáng)指向性正是超聲在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)[7]。此后

M 型超聲成像同時(shí)使用，主要用于對(duì)心血管疾病的檢查器官的運(yùn)動(dòng)速度等參數(shù)[8]。0 年代以來(lái)，隨著信號(hào)處理技術(shù)和換能器技術(shù)的不斷發(fā)展學(xué)者們廣泛的關(guān)注和研究，并取得了很大的進(jìn)展[10-14]。官的立體結(jié)構(gòu)信息，并且可以對(duì)生物器官的參數(shù)進(jìn)行精醫(yī)生可以直觀的得到組織器官的位置、形狀等三維信息要的時(shí)間，提高診斷的準(zhǔn)確性[15]。早期的 3D 超聲成像是到的，重建出一副立體圖像需要很長(zhǎng)的時(shí)間，因此成像面陣超聲探頭的出現(xiàn)很大地提升了 3D 超聲成像的速度，的水平。4D 超聲成像指的就是實(shí)時(shí) 3D 超聲成像，用于有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值[8]。成像技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，從功能上看，一般可分為結(jié)構(gòu)成成像是指通過(guò)超聲回波信號(hào)的幅度信息來(lái)反映人體組織成像主要是利用多普勒原理獲取目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度信息。圖見(jiàn)應(yīng)用[16]。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R445.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙金鑫;汪源源;郭威;余錦華;;基于廣義相干系數(shù)的超聲平面波復(fù)合成像[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2014年S2期

2 韓志會(huì);鄭馳超;彭虎;;三維超聲成像綜述[J];中國(guó)醫(yī)療器械信息;2011年07期

3 杜英華;張聰穎;陳世利;孫芳;劉婧;靳世久;;合成孔徑聚焦超聲成像方法研究[J];海洋技術(shù);2010年02期

4 鄭馳超;彭虎;;基于編碼發(fā)射與自適應(yīng)波束形成的超聲成像[J];電子與信息學(xué)報(bào);2010年04期

5 杜春寧;彭虎;;一種改進(jìn)的Capon波束形成算法在超聲成像中的研究[J];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2007年05期

6 嚴(yán)碧歌;�？〉�;;醫(yī)學(xué)超聲治療原理及其臨床應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2007年08期

7 秦維昌;;醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中華放射學(xué)雜志;2007年02期

8 陳基明;季家紅;李國(guó)棟;;超聲診斷儀的基本原理及新技術(shù)的應(yīng)用[J];醫(yī)療設(shè)備信息;2006年12期

9 王新房;實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖——超聲技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的新突破[J];中華超聲影像學(xué)雜志;2003年02期

10 張運(yùn);三維超聲心動(dòng)圖:從靜態(tài)、動(dòng)態(tài)到實(shí)時(shí)[J];中華超聲影像學(xué)雜志;2003年02期

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1 張瓊;高分辨率平面波發(fā)射超聲成像方法研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 程娜;超聲成像波束合成理論與算法研究[D];重慶大學(xué);2016年

2 于婧;高性能合成孔徑超聲成像方法研究[D];東北大學(xué);2014年

3 陳呈;醫(yī)學(xué)超聲成像自適應(yīng)波束形成方法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

4 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

本文編號(hào)：2702566