基于RF信号的准静态超声弹性成像算法研究

发布时间：2022-10-21 19:46

　　癌症一直威胁着人类的健康,尽早发现尽早治疗能够极大程度上提高患者的存活率。很多癌症的早期阶段并没有生理和病理上的变化,只有组织硬度的变化,而传统的医学成像技术比如超声成像（US）、X射线、磁共振成像（MRI）和计算机断层成像（CT）等技术只能够获得组织内部的结构图,不能直接提供组织软硬程度的信息。弹性成像算法可以直接给出组织的弹性信息,一经提出就得到了广泛的关注。超声弹性成像算法以无损伤、简单、便宜等优点在临床上得到了广泛的应用,成为了目前医学成像领域的一个研究热点。超声弹性成像算法按照激励类型的不同可大致分为两类:准静态超声弹性成像和动态超声弹性成像,其中准静态超声成像技术因具有高分辨率、实时性、不需要额外改进传统超声设备等优点而得到广泛应用。然而,准静态超声弹性成像算法仍然面临着挑战:不正确的匹配点导致弹性成像效果差、实时性要求较高、根据经验设置的窗口系数不能自适应组织等。本文详细分析了超声弹性成像算法的原理,介绍了超声RF信号的采集和处理以及几种常见的位移估计算法和应变估计算法。针对准静态超声弹性成像算法中不正确的匹配点导致成像结果差的问题,本文改进了基于互信息的弹性成像算法。将... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超声弹性成像背景及意义
    1.2 超声弹性成像概述
        1.2.1 超声弹性成像的原理
        1.2.2 超声弹性成像的分类
        1.2.3 超声弹性成像在临床上的应用
        1.2.4 准静态超声弹性技术的国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容和章节安排
        1.3.1 论文的研究内容
        1.3.2 论文的章节安排
第二章 准静态超声弹性成像技术
    2.1 准静态超声弹性成像理论简介
        2.1.1 生物组织力学
        2.1.2 原理
    2.2 超声RF信号处理
        2.2.1 Hilbert变换
        2.2.2 超声RF信号采集及处理
    2.3 准静态超声成像算法研究
        2.3.1 位移估计算法
        2.3.2 应变估计算法
    2.4 本章小结
第三章 基于互信息的超声弹性成像算法
    3.1 基于互信息的改进算法
        3.1.1 互信息算法
        3.1.2 结合相位差的互信息算法
        3.1.3 结合动态规划的互信息算法
    3.2 基于GPU并行计算的超声弹性成像算法
        3.2.1 CUDA的概述
        3.2.2 弹性成像算法基于CUDA的实现
    3.3 本章小结
第四章 自适应窗口系数的超声弹性成像算法
    4.1 窗口系数对成像结果的影响
    4.2 互相关算法
    4.3 粒子群优化算法
        4.3.1 粒子群算法的起源
        4.3.2 粒子群算法的原理和流程
    4.4 自适应窗口系数的弹性成像算法
        4.4.1 基于粒子群和互相关的弹性成像算法
        4.4.2 基于粒子群和互信息的弹性成像算法
    4.5 本章小结
第五章 算法实验结果与分析
    5.1 实验设计
        5.1.1 实验平台设计
        5.1.2 实验结果评价指标
    5.2 结合相位差的互信息算法的实验
        5.2.1 超声体模实验
        5.2.2 人体组织实验
    5.3 结合动态规划的互信息算法的实验
        5.3.1 超声体模实验
        5.3.2 人体组织实验
        5.3.3 基于CUDA多线程的实验
    5.4 结合粒子群和互相关的弹性成像算法的实验
    5.5 结合粒子群和互信息的弹性成像算法的实验
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]SWE与实时组织弹性成像技术在甲状腺结节良恶性鉴别诊断中的价值分析[J]. 刘培青,刘增礼,吴开良,张迎春,刘欢欢.  中华普外科手术学杂志(电子版). 2017(05)
[2]基于矢量场预估的二维超声弹性成像方法[J]. 周佳璐,王韬,杨军.  生物医学工程研究. 2016(04)
[3]超声弹性成像对甲状腺良恶性结节鉴别诊断的研究进展[J]. 马慧娟,杨敬春.  中国全科医学. 2015(11)
[4]常规超声联合超声弹性成像在诊断乳腺占位性病变中的价值[J]. 庄艳芳.  中国实用医药. 2014(34)
[5]剪切波弹性成像与实时组织弹性成像技术在甲状腺结节良恶性鉴别诊断中的应用价值[J]. 刘保娴,梁瑾瑜,谢晓燕,黄光亮,周路遥,徐作峰,吕明德.  中华医学超声杂志(电子版). 2014(11)
[6]CUDA下使用区域增长的超声斑点噪声抑制[J]. 何兴无,李辉.  微处理机. 2013(04)
[7]基于GPU的超声弹性成像并行实现研究[J]. 彭博,谌勇,刘东权.  光电工程. 2013(05)

硕士论文
[1]基于机械扫描的近似实时三维超声弹性成像技术研究[D]. 陈朝虹.华南理工大学 2015
[2]准静态三维超声弹性成像方法研究[D]. 谢波.华南理工大学 2013
[3]基于超声弹性成像技术的生物组织应变估计算法仿真研究[D]. 刘鑫.哈尔滨工业大学 2012
[4]人体组织的超声弹性成像方法研究[D]. 刘彦.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3696266