基于超声回波信号的复合重建与仿真技术的研究

发布时间：2017-08-31 16:45

  本文关键词：基于超声回波信号的复合重建与仿真技术的研究

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【摘要】：超声成像具有轻便,无损,无辐射,低成本和实时成像等优点,在乳腺癌等疾病的早期诊断方面具有广泛的应用前景。然而,与CT、MRI和X射线等相比,超声图像存在斑点噪声和不同类型的伪影,且分辨率不高。为了提高超声图像的分辨率和减少由于角度问题所产生的伪影,更加清晰的反映成像体组织边界轮廓信息,更好地定位例如肿瘤的位置,本文基于超声空间复合成像方法开展超声反射断层成像的研究工作。首先,在综述超声反射成像和k-Wave仿真平台的基本工作原理的基础上,建立了反映声速场和密度场特性的脂肪、软组织以及肿瘤等组织的模型,并利用超声仿真平台生成超声回波射频数据。为了抑制超声图像的噪声,提高信噪比,采用小波阈值方法对接收到的射频信号进行去噪预处理,并对比了分析三种阈值函数所对应的去噪效果,仿真结果表明,运用半软阈值去噪能够得到较好的效果。其次,在经典的反射断层成像上的基础上,采用多点重建仿真模型的断层图像,结果表明多点重建的图像,可以减少伪迹,内部肿块更加清晰；在RMS(均方根)复合方法的基础上,提出了依赖于角度的双角度乘法复合方法。对比分析了一组各个角度的B型扫描的点扩散函数采用不同复合方法复合的PSF图像,结果表明空间复合能提高横向分辨率。双角乘法复合的PSF的分辨率和角度相关,角度为90°时,值最小。通过分析组织模型的空间复合图像,可以看出复合图像能够消除伪影,抑制斑点噪声,提高图像的对比度噪声比。且在0°-90°的范围内,乘法复合图像的CSR随着角度的增加而增加,且在合适的角度时,组织模型的乘法复合图像能够更好的显示肿块的边缘轮廓。最后,引入质量矩阵的权重处理方法,通过质量矩阵对各个角度的数据做权重处理,之后进行图像复合。通过对比分析有质量矩阵处理和无质量矩阵处理的复合图像,结果表明质量矩阵权重处理在一定程度上提高图像对比度噪声比,使图像上的直径较小的目标物的边界更加清晰。
【关键词】：超声反射成像 超声复合 双角乘法复合 质量矩阵
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 乳腺癌超声成像现状10-12
• 1.2.2 超声断层成像12-14
• 1.2.3 超声空间复合14-15
• 1.3 论文组织结构15-17
• 第二章 超声成像的原理与模拟仿真17-35
• 2.1 超声反射成像17-21
• 2.1.1 B型成像原理18-20
• 2.1.2 超声图像质量评价20-21
• 2.2 超声RF数据的获取21-27
• 2.2.1 k-Wave仿真工具箱21-24
• 2.2.2 RF数据的获取24-27
• 2.3 数据预处理27-33
• 2.3.1 小波变换28-30
• 2.3.2 小波阈值去噪30-32
• 2.3.3 去噪效果及分析32-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第三章 超声反射断层成像算法35-43
• 3.1 超声反射断层成像原理35-36
• 3.2 空间复合36-39
• 3.2.1 坐标转换37-38
• 3.2.2 复合算法38-39
• 3.3 双角乘法复合39-41
• 3.3.1 质量矩阵40-41
• 3.3.2 双角乘法复合41
• 3.4 复合图像的噪声分析41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 分析与结果讨论43-55
• 4.1 超声反射断层成像结果及分析43
• 4.2 PSF空间复合仿真43-46
• 4.2.1 角度的选择对分辨率的影响44-45
• 4.2.2 PSF复合结果及分析45-46
• 4.3 仿真组织的超声复合成像46-51
• 4.4 自制模型的超声复合成像51-53
• 4.5 本章小结53-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-63
• 硕士期间发表论文63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 王朔中;方针;;声衍射层析成像研究进展[J];声学技术;2010年02期

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4 兰从庆,陈彦华,许克克,李珑,熊伟,童世玮;波阵面弯曲反射式断层成象的迭代方法[J];信号处理;1994年01期

5 兰从庆,陈彦华;超声反射层析成像的Fourier切片理论及对积分线弯曲影响的修正[J];声学学报;1993年01期

6 陈彦华,兰从庆,许克克;反射式超声计算机层析成像算法研究[J];声学学报;1992年04期

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本文编号：766753