高帧率超声成像系统中一种高信噪比扇形成像模式的实现

基于有限衍射波束的高帧率（High frame rate，HFR）成像系统能实现快速成像，但成像区域为矩形，使得远区成像的信息量受到一定的限制；同时由于通过一次发射事件成像，信噪比较低。本文提出一种方案有效地解决了这些问题。方案采用Golay互补序列作为激励信号及两次发射与接收过程，每个发射事件同时发射两个不同角度的平面波。在对接收信号进行处理时。利用Golay互补序列良好的正交性及其相关函数为冲击函数特征，不仅显著地提高了接收信号的信噪比，而且有效地分离出相对于不同发射角度的两个平面波的回波信号。然后分别用HFR成像方法重建不同区域图像，最后合成一帧扇形成像。     

基于角谱原理的高帧率超声成像系统的计算机仿真

由 Jianyu L u提出的一种高帧率 (High frame rate,HFR)快速超声成像方法受到了人们的重视 ,但由于这种方法需要对接收信号进行特殊的加权处理 ,成像系统仍有些复杂。我们用角谱原理对 HFR方法进行了一种新的理论分析。基于这个研究 ,原 HFR方法中特殊的加权处理被更简单的 Fourier变换所取代。为了验证这种方法 ,进行了计算机仿真。仿真结果表明重建的图像具有和原 HFR方法所得到图像一样的质量 ,而系统结构大大简化。     

高帧率超声成像系统中提高信噪比的一种方法

基于有限衍射波束理论，最近人们发展了高帧率(high frame rate,HFR)超声成像系统，同传统的动态聚焦相比，此系统通过一次发射事件就可得到一帧图像，故可达到极高的帧率。但在实际应用中，由于仅发射一次超声波束来成像，回波信号较弱，易受噪音干扰，使成像质量降低。为了提高系统的信噪比，采用匹配滤波器来抑制噪音，并进行了计算机仿真。结果表明通过匹配滤波器处理，系统信噪比有了一定的提高，成像质量得到了改善。     

基于分数阶Fourier变换的线性调频超声回波信号的滤波

编码超声发射技术已在高端超声成像仪中使用,其中线性调频信号是常用的编码信号。由于通过超声系统的回波会有较大衰减,接收信号通常比较微弱,并且带有强噪声,影响成像质量。分数阶Fourier变换应用在编码超声信号处理中,可以有效提高成像质量。本研究提出一种新的成像方法,先对回波信号进行分数阶Fourier变换,再经带通滤波器滤除大部分噪声,然后通过匹配滤波器处理,最后成像。该方法同时融合了信号在时域和频域的信息,并可以进一步降低发射功率。仿真结果表明,这种方法相对于传统的成像方法可以进一步增强系统的抗干扰能力,提高信噪比,从而改善超声成像质量。     

巴克码在高帧率超声成像系统中应用的仿真研究

同传统的动态聚焦医学成像相比,高帧率超声成像系统通过一次发射事件就可得到一帧图像,故可达到极高的帧率.但在实际应用中,由于仅发射一次超声波束来成像,回波信号较弱,易受噪声干扰,使成像质量降低.为了提高系统信噪比,本文采用巴克码作为激励信号,利用巴克码所具有的尖锐自相关函数性质来构造匹配滤波器抑制噪声.计算机仿真结果表明系统信噪比有了一定的提高,成像质量得到了改善.     

基于超快超声平面波成像的医学超声探头改进

目的基于平面波发射/接收原理的超快超声成像技术近年来已成为国际医学超声领域的研究热点,有望取代传统的聚焦扫描式超声成像技术。传统方式受其成像模式的限制,无法实现高帧频成像,而通过平面波发射以及相干复合方法,可大大提高超声成像的帧频。本文提出一个新的设想,即采用高程方向无聚焦换能器(non-elevation-focused probe,NEFP),相对于传统的高程方向有聚焦换能器(elevation-focused probe,EFP),可能有助于进一步提高超快超声成像技术的成像效果。方法首先简要介绍平面波相干复合成像的原理和方法,进而通过FieldⅡ软件仿真,验证相干复合成像方法对平面波成像图像质量的提升效果。最后,通过仿真和实验实现探头高程方向的发射声束聚焦模式,并对上述2种模式换能器的平面波成像效果进行了对比分析。结果使用平面波复合成像算法得到很好的成像效果,两种探头经对比,NEFP探头成像图像的对比度相对于EFP探头明显增强。结论对于超快超声成像方法,使用NEFP超声探头可以取得更优的成像效果。     

二维数字化超声软组织应变成像系统的研制

利用超声散射回波测量生物组织在静态压缩情况下弹性系数的超声弹性成像方法得到了很大的发展.利用国产高速数据采集卡以及商业线阵B型超声诊断仪,建立了一套二维数字化超声软组织应变成像系统.应用这一系统获得了数字化的射频组织超声散射回波信号,并对组织内的应变分布进行成像.实验结果表明,该应变成像系统在获得传统B型超声图像的同时,可以获得组织内部的应变分布图像,从而获取在B超图像上无法得到的组织弹性变化.这一系统的研制成功,不仅为超声弹性成像技术在医学临床上的应用研究打下了基础,同时也为扩宽普通商业B超的应用范围提供了途径.     

基于正弦调频连续波的超声多普勒血流速度的测量

为了解决基于脉冲波和普通连续波测量方法的不足,我们采用了基于正弦调频连续波的多普勒血流速度测量方法。利用正弦调频连续波作为发射信号,通过延迟信号与回波信号相乘解调,然后进行频谱分析,得到多普勒频移信息。本研究通过原理分析和仿真实验,验证了基于正弦调频连续波方法的有效性,并探讨了调频参数对测量结果的影响。结果表明,该方法拥有基于连续波方法的一般特点,并能够在测量速度的同时获得距离信息。     

基于计算机软件病灶自动检测技术对不同类型痴呆患者脑白质高信号体积的定量研究

目的 定量测量不同类型痴呆患者不同部位的脑白质高信号(WMH)体积,并分析WMH体积与认知功能的相关性.方法 收集广州医科大学附属广州市第一人民医院神经内科2008至2012年收治的阿尔茨海默病(AD,n=17)、混合型痴呆(MD,n=12)及血管性痴呆(VD,n=15)住院患者的临床资料及磁共振成像(MRI)资料,采用计算机自动检测技术对3组患者的FLAIR序列图像进行分析,分别测量侧脑室体旁、侧脑室体上、侧脑室体下3个层面的脑WMH体积.进行组间及组内不同部位WMH体积及总体积比较,分析各组患者不同部位WMH体积、WMH总体积与简易智能精神状态检查量表(MMSE)评分的相关性.结果 3组患者MMSE评分组间比较差异有统计学意义(F=9.715,P=0.000),其中MD组患者MMSE评分较VD组明显降低(16.4±7.1比19.3±4.3,P＜0.05).3组患者的侧脑室体旁WMH体积均大于侧脑室体下WMH体积(均P＜0.05),而VD组患者侧脑室体旁WMH体积大于侧脑室体上WMH体积,且侧脑室体上WMH体积大于侧脑室体下WMH体积(均P＜0.05).3组患者WMH总体积比较差异无统计学意义(F=0.838,P＞0.05).MD组患者侧脑室体下WMH体积大于AD组(P＜0.05).AD组患者WMH总体积与MMSE评分呈负相关(r=-0.360,P=0.004).结论 使用WMH自动检测技术可以成功获得患者脑部不同部位的WMH体积数据,不同部位WMH在不同痴呆患者中分布不同.     

基于虚拟人体的培训型医学超声成像仿真系统

通过对人体器官超声特征的数学建模和软件设计,实现对医学超声成像过程的仿真,在此基础上研发可用于相关医务人员职业技能培训的医学超声成像仿真系统.此系统可以避开只有在真实患者身上进行试验才能缓慢提高技能这一常规,以达到降低培训成本、缩短培训周期的目的.     

B超合成接收孔径成像前端系统实现

介绍了基于合成接收孔径(synthetic receive aperture)的医用B超脉冲回波成像的原理,给出了波束合成器的设计和硬件实现.试验证明,合成接收孔径成像能够在保证一定帧率和不增加系统成本的前提下,提高图像的横向分辨率.     

应用于超声成像的数据采集系统设计

数据采集系统在全数字医用超声成像设备中占有重要地位.本文介绍了应用于超声成像的数据采集系统的设计方案.系统采用AD9228芯片（Analog Devices Inc）作为模数转换芯片,使用现场可编程门阵列（FPGA）与静态随机存储器（SRAM）构成相关控制、缓存等数字电路模块,使用ISE组件Chipscope对采样结果进行测试.测试结果表明：系统采集样本正确;FPGA准确接收采样数据的输出,并完成串并联转换、缓存等处理;系统可以稳定地工作在40MHz的数据采集与存储速率下,符合医用超声成像系统的使用要求.     

基于USB2.0的医用内窥镜超声探头旋转扫描成像系统

介绍基于USB2．0接口的医用超声内窥镜旋转扫描成像的设计与实现。根据超声成像的特点，本系统采取脉冲回波成像方式，文中介绍了超声波激发、接收电路以及收发隔离电路。针对旋转扫描的特点，设计了基于FPGA的同步控制电路和基于USB2．0接口的数据传输电路。对采集到的原始图像，进行坐标变换，获得了按直角坐标显示的灰度图像。利用连续旋转马达对实际物体扫描成像的实验结果，验证了系统的正确性。     

一种滤除高采样心电工频干扰的改进算法

为了解决高采样频率下50 Hz工频及其倍频对心电波形的影响并保留有用的心电高频信息,提出一种滤除高采样心电工频干扰的改进算法。首先,通过修改零极点得到改进的IIR梳状陷波器,对带工频干扰的ECG信号进行滤波处理;然后,将滤波后的ECG信号进行线性段判别,并对线性段进行平滑滤波处理以消除振铃现象。通过R波幅值、信噪比(SNR)和均方误差(RMSE)对ECG信号工频干扰的消除结果进行评价,与其他4种滤波方法(平滑滤波、Notch滤波、自适应滤波和Levkov滤波)相比,IIR梳状陷波器改进方法得到的ECG信号R波幅值与原始未加工频的ECG信号最为接近,恢复率达到98%以上,且SNR提高约11倍、RMSE降低约30倍。所提出方法不仅能滤除高采样下的工频及其倍频的干扰,且能最大程度保留有用信号。