谐波成像技术研究与系统软件设计

发布时间：2017-07-19 10:21

  本文关键词：谐波成像技术研究与系统软件设计

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【摘要】：随着医学超声的发展，医学超声诊断中涌现出了许多新参量成像技术。谐波成像作为这些新参量成像技术中重要的一支，其开发和应用在临床上具有深远意义，已成为目前高端超声诊断设备的一项高级成像模式。但是，要得到更好的谐波成像效果，工程实现上还存在一定的技术难点。另外，随着PC机的快速发展，加上其日益强大的计算能力，谐波成像数据处理系统的主要算法完全可以通过软件方式在PC机上实现。本课题是针对组织谐波成像中的关键技术问题进行研究，提出一种成像效果优于传统方法的谐波提取方法，并设计实现谐波成像的应用软件系统。该软件系统主要是基于超声射频信号完成谐波成像的一系列处理，最后得到高质量的超声谐波图像。这种软件实现方式使得开发成本消耗低，研发周期缩短，升级和维护方便。 本文的主要研究内容如下： 1．谐波成像关键技术的研究：针对谐波成像中谐波分离的问题，应用一种新的谐波提取方法—SVF，与传统带通滤波方法相比，该方法得到的图像分辨力更高，动态范围更大，能显示出更多的细节。 2．系统的软件界面的设计：分析系统需求和功能,以Visual C++的MFC作为编程骨架，设计友好的谐波成像软件界面。 3．谐波信号处理模块与DSC模块的设计：在所设计的软件系统中，添加谐波信号处理模块和DSC模块功能。谐波信号处理模块包括谐波提取、包络检波、二次采样、对数压缩,DSC模块涉及坐标变换和数据插补。通过选择合适的算法并加以实现，以得到高质量的超声谐波图像。 4．谐波图像后处理模块的设计：为了更进一步的提高谐波图像质量，，在软件系统中添加了图像的后处理模块，包括平滑和锐化、伪彩色处理。通过参数的调节，得到有利于诊断的超声谐波图像。
【关键词】：谐波成像 谐波分离 SVF 信号处理 后处理
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R310;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题背景及研究意义11
• 1.2 超声诊断技术的发展11-13
• 1.3 谐波成像技术的发展及研究现状13-16
• 1.4 课题研究内容16-17
• 第二章 谐波成像的理论基础17-25
• 2.1 声学基础17-19
• 2.1.1 声波在生物组织的传播特性17-18
• 2.1.1.1 超声波在人体内的传播特性17
• 2.1.1.2 超声波在人体内的衰减17-18
• 2.1.2 声波的非线性特性18-19
• 2.2 超声设备的相关参数19-20
• 2.2.1 频率、带宽、脉冲持续时间与轴向分辨率20
• 2.2.2 时间分辨力20
• 2.3 谐波成像的基本原理20-21
• 2.4 谐波成像的种类21-23
• 2.4.1 组织谐波成像21-22
• 2.4.2 造影剂谐波成像22-23
• 2.5 组织谐波成像的优势23-25
• 第三章 超声组织谐波成像系统25-36
• 3.1 谐波提取25-28
• 3.1.1 谐波频段滤波的方法25-26
• 3.1.2 发射脉冲相位反相的方法26-28
• 3.2 包络检波28-29
• 3.3 二次采样29-30
• 3.4 对数压缩30
• 3.5 数字扫描变换30-36
• 3.5.1 坐标变换32-33
• 3.5.1.1 公式计算法32-33
• 3.5.1.2 索引查找表法33
• 3.5.2 数据插补33-36
• 3.5.2.1 最临近点法33
• 3.5.2.2 双线性插值法33-34
• 3.5.2.3 三次样条插值法34-36
• 第四章 谐波成像系统中关键技术的研究36-41
• 4.1 谐波成像技术的关键问题36
• 4.2 基于 SVF 方法的谐波提取36-41
• 4.2.1 信号分离模型37
• 4.2.2 基于 RLS 算法 SVF 系数的估计37-39
• 4.2.3 评测指标39
• 4.2.4 结果与分析39-41
• 第五章 组织谐波成像系统的软件设计与实现41-57
• 5.1 系统的总体设计41-43
• 5.2 开发环境的选择与界面设计43-44
• 5.3 RFD 数据的读取与信号处理模块的实现44-49
• 5.3.1 射频数据的读取44-47
• 5.3.2 谐波分离47
• 5.3.3 包络检波47-48
• 5.3.4 二次采样48
• 5.3.5 对数压缩48-49
• 5.4 DSC 模块的实现49
• 5.5 图像的显示保存模块49-50
• 5.6 数据处理结果与分析50-52
• 5.7 后处理模块的实现52-57
• 5.7.1 平滑与锐化52-55
• 5.7.2 伪彩色处理55-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 工作总结57-58
• 6.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62
• 附录62-65
• 附录一 谐波分离的关键代码62
• 附录二 包络检波的具体代码62-64
• 附录三 处理后的数据转换成位图格式的实现代码64-65
• 攻硕期间取得的研究成果65-66

【参考文献】

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本文编号：562380