超声血流检测与成像技术研究

发布时间：2020-07-09 17:02

【摘要】：近几十年来，医学超声技术得到了迅速的发展，作为四大医学影像技术之一的超声血流成像技术是超声在医学领域的重要应用，拥有独特的无创、实时、简单快速等优点，在临床医学中发挥了巨大的作用。但是，在国家规定的安全标准前提下，超声血流成像系统在成像质量方面受到了挑战，对成像设备的要求也越来越高。随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，超声血流成像设备也得到新的发展。一些新的信号处理技术与方法被应用到血流成像中。 本文首先阐述了超声血流检测的理论基础以及三种超声多普勒血流成像技术，即超声频谱多普勒血流成像、彩色多普勒血流成像和能量多普勒血流成像的基本原理与发展状况。针对传统的单脉冲激励信号存在平均功率低、信噪比低等不足，本文详细论述了编码激励与脉冲压缩技术的原理，通过采用线性调频信号作为激励信号的方法来弥补传统激励信号的不足。线性调频信号能够在不损失精度的前提下提高回波信号的信噪比，进而提高血流成像质量。 针对目前超声血流检测与成像系统中存在的信号与信道不匹配问题以及传统血流估计算法的不足，综合采用了基于信道匹配的超声线性调频血流成像方法来解决上述问题。为了解决探头换能器不能匹配输出的问题，本文采用了测量换能器的频率响应特性并根据它来选取线性调频信号的发射参数的方法，该方法能够有效提高输出效能，达到最佳输出的效果。本文还论述了自适应MTI滤波器能够根据壁信号的改变而动态的更新滤波参数的独特优势，自适应MTI滤波器解决了传统滤波器所不能解决的问题，使系统更具备灵活性。最后，针对传统血流估计算法存在的最大测速受限制、精度不够高、实现复杂等缺陷，本文论述了基于互相关的血流估计算法，采用该算法来估算血流速度具有精度高、效率高和易实现的特点，能够很好的满足血流检测与成像系统对精度和实时性的要求。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R445.1
【图文】：

图 2-2 电刺激产生的典型超声波形脉冲超声诊断仪器要求产生的超声脉冲波形尽量窄、振荡周期尽量少，最好是只有一个振荡周期，最常见的方法是通过电子的方式来发射窄脉冲。电子阻尼来源于换能器晶片的激励电源的附加阻抗，而机械阻尼来源于传播过程中机械介质的吸声特性。探头换能器的频率特性可以通过测量观测全反射回波波形得到，如图 2.3 所示。工作中脉冲的持续时间是由阀值限定的，同时回波频率与工作频率相同，因此可以以最大幅度的振荡周期来检测，也就是。理论上该频率应该等于换能器晶片的共振频率，然而在实际工作电路中，匹配电路的负载将导致实际的工作频率低于共振频率。在实际的超声诊断中，所检测的常常是振荡波群在一定阈值限定下的两到三个全振荡波形，而不是最佳的单周期振荡。信号通过检波和放大，并且用有效脉冲宽度进行限定，得到一个脉冲波群，而显示出来的则是这个波群的包络值，就是图 2-2 所示的波形的包络。

图 4-1 脉冲压缩原理图超声信号处理中，脉冲压缩信号应用最广泛的是线性调频信号、非er 码脉冲压缩信号、Golay 码脉冲压缩信号和多相码脉冲压缩信号号的产生分为模拟产生和数字产生两种方法。其中，模拟产生分为在使用较多的方法是无源法，而在发展趋势上，数字产生的方法将源法法是利用表面声波 SAW 器件产生信号的。我们可以设计SAW 滤波 IDT ，从而产生线性调频信号或者非现象调频信号。这样产生的 所示： 201exp 22ts t Arect j f t btT

Barker 码脉冲压缩信号、Golay 码脉冲压缩信号和多相码脉冲压缩信号等几种缩信号的产生分为模拟产生和数字产生两种方法。其中，模拟产生分为无源法。现在使用较多的方法是无源法，而在发展趋势上，数字产生的方法将是发展]。1、无源法无源法是利用表面声波 SAW 器件产生信号的。我们可以设计SAW 滤波器中能器 IDT ，从而产生线性调频信号或者非现象调频信号。这样产生的现象调 4-19 所示： 201exp 22ts t Arect j f t btT 生成线性调频信号的框图如图 4-2 所示：

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈晓英，江小清，刘平，司芩;彩色多普勒超声在血管紧张素Ⅱ介导之肝癌化疗栓塞中的血流检测[J];中国超声医学杂志;1994年11期

2 梁新凤;彩色多普勒超声在甲状腺疾病诊断中的应用[J];中国超声诊断杂志;2003年03期

3 贾涛,王宝珍,万昭海,汤春生,石敏;二维彩色多普勒超声对子宫动脉血流检测在卵巢肿瘤诊断中的应用[J];中国超声医学杂志;1998年04期

4 王民生，陈中伟，陈峥嵘;Doppler超声在聚酯纤维小血管桥接大鼠颈总动脉后血流检测中准确性的评价[J];中华显微外科杂志;1994年02期

5 邬峗青，林仙方;多普勒超声对糖尿病视网膜中央动脉血流检测[J];中国医学影像技术;1994年02期

6 康素玲,张瑾,安艳萍,张景,荣风琴;高血压患者颅内血管血流检测的临床意义[J];河南实用神经疾病杂志;2000年04期

7 李永秀;邵中全;;经颅多普勒检测头痛的临床价值[J];中国当代医药;2010年01期

8 王威琪,汪源源;关于超声多普勒血流检测的正确性问题[J];上海生物医学工程;1994年04期

9 高勇安,曾庆玉,李坤成,曹丹庆;脑静脉磁共振TOF法血流成像及其临床应用[J];中华放射学杂志;1996年03期

10 简文豪;彩色多普勒血流成像技术的进展[J];当代医学;1999年07期

相关会议论文 前10条

1 梁佳明;;基于扩散光相关光谱的组织血流检测研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年

2 朱宁;马涌泉;;彩色多普勒超声对围产期胎儿血流检测的应用价值[A];中华医学会第六次全国超声医学学术年会论文汇编[C];2001年

3 朱天刚;;心脏二维血流成像[A];第十届全国超声心动图学术会议论文[C];2010年

4 徐铭俊;张梅;张运;;向量血流成像技术定量评价冠心病患者心肌局部功能的研究[A];第十届全国超声心动图学术会议论文[C];2010年

5 于立江;杨跃宇;;血管病变中彩色灰阶血流成像的应用价值[A];中国超声医学工程学会第八届全国腹部超声学术会议论文汇编[C];2010年

6 周肖;智光;徐勇;王晶;童锴;赵蓓;;向量血流成像技术评价扩张型心肌病患者左心室腔内血流[A];第十届全国超声心动图学术会议论文[C];2010年

7 田家玮;姜双全;宿阳;刘冬梅;王旭东;;探讨向量血流成像技术在心血管疾病中的应用[A];第十届全国超声心动图学术会议论文[C];2010年

8 徐京团;刘瑞雪;除秀慧;张宇虹;春迎;;胎儿脐带绕颈彩色多普勒血流检测与临床分析[A];第九届全国超声医学学术会议论文汇编[C];2006年

9 杨仲方;倪婉珍;张丽琼;鲁建兴;石鹏;王华;;胆囊动脉血流检测对鉴别急慢性胆囊炎的可行性研究[A];浙江省中西医结合学会影像专业委员会第十次学术年会暨省级继续教育学习班资料汇编[C];2005年

10 冯静;王建六;高淑华;唐军;耿京;魏丽惠;;子宫平滑肌肿瘤的术前评估[A];中华医学会第九次全国妇科肿瘤学术会议论文汇编[C];2006年

相关重要报纸文章 前2条

1 屈亚莉;Ｂ超检查三误区[N];中国妇女报;2003年

2 本报记者　 刘云涛;加强自主创新转变应用重点[N];中国医药报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 肖杨;基于软件无线电的编码激励超声血流检测系统的研究[D];复旦大学;2010年

2 张红艳;面向临床应用的激光散斑血流成像系统研究[D];华中科技大学;2012年

3 李辉;胎儿宫内生长受限患者催产素激惹试验中母儿循环变化的研究[D];中国医科大学;2003年

4 刘立安;针刺配合语言训练治疗早期缺血性中风失语症的临床与机理研究[D];天津中医学院;2005年

5 苗鹏;高分辫率激光散斑血流成像技术及其应用[D];上海交通大学;2011年

6 罗丁;腹腔镜超声在腹腔镜胆囊切除术中应用价值的临床与实验研究[D];第二军医大学;2002年

7 陆清声;腹主动脉瘤形成机制中血液动力学作用[D];第二军医大学;2005年

8 唐学俊;便携式激光散斑衬比成像系统及其应用的研究[D];华中科技大学;2011年

9 李旭;硫化氢对噪声性耳聋的保护作用研究[D];第四军医大学;2011年

10 郑驰超;超声测量骨密度及超声成像的若干方法的研究[D];中国科学技术大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 郑培创;超声血流检测与成像技术研究[D];华南理工大学;2012年

2 贾建伟;胆管病变肝动脉血流检测分析[D];山西医科大学;2010年

3 孙亚斌;眼眶肿瘤的影像学及眼部肿瘤的彩色多普勒血流成像研究[D];第二军医大学;2002年

4 江瑞洲;小乳癌影像学研究[D];暨南大学;2002年

5 刘亮;微循环检查对老年下肢动脉硬化闭塞症患者临床疗效评价价值研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2002年

6 李铁岭;前列腺素E_1脂微球载体制剂治疗老年下肢动脉硬化闭塞症疗效观察[D];中国人民解放军军医进修学院;2002年

7 徐铭俊;VFM技术定量评价冠心病患者心肌局部功能的研究[D];山东大学;2010年

8 李晓云;胎盘床动脉血流检测在胎盘功能不良中的临床探讨[D];遵义医学院;2009年

9 庞海烨;彩超诊断系统软件化模块的设计与实现[D];电子科技大学;2012年

10 张琳;超声多普勒子系统设计与计算机仿真[D];四川大学;2006年

本文编号：2747740