高频超声成像中的编码激励研究

本论文实现了基于编码激励的高频超声成像实验系统并对编码激励在实际应用中的性质进行了定量实验研究.以中心频率为10 MHz的眼科B超为实验平台,实现了一个适用于各种二进制编码激励的超声成像系统.系统使用FPGA实现了编码激励实时成像处理,并通过数据采集卡获得射频回波数据.实验表明,采用编码激励可以显著增加系统信噪比,降低发射电压.在单反射面情况下,15 V发射电压的编码激励回波的信噪比与70 V发射电压的单脉冲激励回波的信噪比相当,脉冲压缩的旁瓣水平在-30 dB以下.在超声体模实验中,20 V发射电压的编码激励回波的信噪比水平及穿透深度与60 V发射电压的单脉冲激励系统相当.编码激励实验结果为实现低发射电压的便携式超声诊断系统提供了实验基础.     

Chirp编码激励在超声弹性成像系统中的应用研究

超声弹性成像正在成为一种新的临床诊断工具,然而低质量的应变图像降低了其临床使用价值.为了提高应变图像质量,利用Chirp编码激励可以提高超声回波信噪比,代替传统的短信号,将Chirp编码激励应用到一个实时的超声弹性成像系统上,该系统采用普遍的商用线阵探头.在一个仿真人体组织的弹性成像模型上,对比和分析了Chirp信号和...     

Barker编码激励在眼科高频超声成像中的应用研究

为了平衡医学高频超声成像中纵向分辨率和探测深度这两项指标之间的矛盾,本研究提出了在眼科超声成像中,采用13位Barker数字编码激励并结合失配滤波解码压缩方法替代传统的单脉冲激励的方法。在对比各种编解码方式的优缺点的基础上,构建了眼科超声成像平台。仿真和实验结果表明,失配滤波解码技术的输出信号主副比是匹配滤波的9.7倍。与传统的单脉冲成像在安全性、分辨率、探测深度等方面比较,编码激励技术能有效地改善眼部组织超声成像的效果,具有较强的实际应用价值和市场前景。     

编码激励超声成像系统中二进制最优编码序列的研究

本研究对医学超声成像中可能应用的二进制最优编码序列进行了深入研究。提出了应用于医学超声的二进制最优及近似最优编码序列及其判断标准。通过穷举搜索给出了长度在15—33位的最优及近似最优编码序列，并选取长度为25的近似最优序列进行实验研究，与长度为13位的Barker码进行对比实验，证实了本研究所提出的二进制最优编码序列的设计方法是有效的。与Barker码相比，使用增加长度的最优序列进行编码激励可以获得更高的信噪比增益，同时保持与Barker码相近的距离旁瓣水平。     

Chirp编码激励磁声成像信号处理方法研究

目的磁声信号信噪比低限制了磁声成像的图像质量,本研究提出Chirp脉冲编码激励的磁声成像信号处理方法,以提高磁声信号信噪比,缩短信号处理时间。方法本研究通过仿真计算和磁声信号的实验测量,对不同脉冲宽度的Chirp信号编码激励的磁声信号进行了研究。结果对于体外实验猪肉与金属丝模型,编码激励明显提高磁声信号信噪比,10μs、50μs、100μs的Chirp激励,磁声信号信噪比相比于单脉冲激励分别提高7. 65倍、42倍和90. 1倍。同时处理时间明显缩短,100μs的Chirp激励下处理时间相比于单脉冲平均方法处理时间缩短为原来的1. 2%。结论本研究的脉冲编码处理方法对于提高磁声信号信噪比,改善成像质量,提高整体成像效率,具有重要意义。     

医学超声关键技术研究和进展(一) 超声换能器与超声编码技术

医学超声技术的发展使得超声成像成为临床诊断领域的重要组成部分。许多新的医学超声技术仍然在不断涌现。医疗换能器及阵列,不仅直接影响到医学超声图像的质量,同时也决定了系统设备的应用。宽频带、多维高密度、高频、微型化腔内集成探头是未来超声换能器发展的主要方向。该文对国内外医疗超声换能器材料发展、结构创新、应用三个方面作了简要综述。超声编码技术具有可以提高医学超声成像系统的信噪比、帧频和探查深度等优点,目前仍是超声成像技术的研究热点之一。该文介绍了超声编码检测原理、超声编码检测研究现状、技术难点,并对超声编码技术的前景进行了展望。     

基于分数阶余弦变换的医学超声编码激励技术

目的:选择和设计合适的发射编码,并探求一种用于医学超声成像系统的脉冲压缩方法。方法:本文选用加Tukey窗的Chirp信号作为发射脉冲,提出基于分数阶余弦变换的脉冲压缩方法。结果:仿真结果表明:在信噪比不高的情况下,采用分数阶余弦变换对加Turkey窗Chirp信号的脉冲压缩效果好于传统的匹配滤波结果。结论:基于分数阶余弦变换的脉冲压缩技术,在缺少先验知识的情况下,也可获得很好的结果。     

血液流速对编码激励超声血流测量系统的影响

在超声血流测量系统中应用编码激励技术可以缓解系统穿透深度和轴向分辨率的矛盾,并且提高栓子检测的灵敏度.为了更合理高效地应用编码激励技术,研究了血液流速对编码激励系统的影响.通过对不同解码滤波器和编码序列的研究发现,使用短基础序列的系统受血液流速影响较小.尖峰滤波器在流速不是很高时拥有更好地性能,而在流速较高时,使用匹配滤波器能得到稍好的结果.仿真实验表明,编码激励经颅多普勒系统中栓子能量较高且速度较快时可能会出现伪影,但可通过实时调整滤波器参数的方法解决.只要选择适当的编码方案,并在必要的时候调整脉冲压缩滤波器,血液流速对编码激励系统不会造成太大的影响.     

医学超声成像技术方法学进展

近几年来,超声成像技术的发展十分迅速,医学超声技术在基础研究、超声图像改善等多个领域取得了长足进展,尤其是计算机的发展及其在超声医学中的运用,不仅提高了已有的医学超声技术性能,还开发出许多新的技术,使超声诊断的方法更加丰富.现仅就以下新技术从方法学上作一初步评价.     

基于编码脉冲技术的医学超声组织谐波抑制

目的:为有效地抑制造影谐波成像中组织谐波的影响,探求一种基于编码脉冲技术的抑制方法。方法:提出一种基于编码脉冲技术的组织谐波抑制方法。该方法利用组织谐波的非线性满足一个多项式模型,而造影谐波中的微泡振动存在时间滞后,不满足此模型的特性,采取发射因子和接收因子对多项式模型贡献为零的性质,抑制了组织谐波的影响。结果:造影谐波成像中组织谐波得到了抑制。结论:通过理论分析和仿真实验,证实该方法可行。     

基于FPGA的编码超声发射系统的设计

介绍一种以现场可编码门阵列(FPGA)为基础的低电压编码超声发射系统。该系统采用XC3S400FPGA产生编码超声发射所对应的数字编码,该数字编码经过模数转换产生编码发射波形,再将发射波形经过放大后作用于超声换能器,通过回波信号放大电路提取回波信号,对回波信号压缩处理分析结果表明:该编码超声发射系统能满足超声成像指标要求,降低超声单脉冲发射峰值声功率,提高信噪比。     

m序列编码激励超声成像的优化与评价

对编码激励成像中应用的m序列进行了深入研究,包括压缩成像效果的定量评价以及波形旁瓣参数的优化处理。实验方法依据编码激励成像的基本原理,分别构建软件仿真系统和声学实验平台对不同长度的m序列进行压缩成像实验,并通过最优相位选择和维纳滤波处理来探求每级m序列可达到的最佳压缩参数。仿真结果表明：3级M序列优化结果可满足-30dB的普通成像,8级m序列可达到-40dB的高质量成像;声学实验表明：该优化方法使得平均旁瓣水平大约提高4-6dB,仅经滤波处理后的6级m序列可达到-33dB的RSLL值。     

超声二进制编码激励血流测量的实验研究

编码激励技术在医用超声成像中已得到了广泛的应用，但对编码激励的彩色血流成像还缺乏深入系统的研究。在以往理论研究的基础上，通过超声二进制编码激励血流测量实验，进一步研究编码激励彩色血流成像系统的可行性和成像效果。利用搭建的模拟血流循环装置和射频血流数据采集平台，首先通过单反射面回波实验研究了直接对射频回波解码和对解调后I、Q信号分别解码两种解码方法之间的关系；然后分别利用多普勒体模和乳胶管进行实验，研究了编码激励在改善穿透深度和纵向分辨率方面的优势。实验结果表明，在本实验所采用的硬件条件下，达到相同的纵向分辨率时，采用5位Barker码激励获得的穿透深度比传统方法至少增加了10mm；达到相同的穿透深度时，采用5位Barker码激励所能分辨的最小距离约相当于传统方法的1／4。     

MRI中任意转角选择激励模型的建立及其计算机模拟

本文首先介绍了一种在核磁共振成像中，如何建立任意转角的选择激励模型的方法，然后在此基础上利用Ｐａｓｃａｌ高级语言编制相应程序，在ＩＢＲ－２８６计算机上进行模型，进而得到一些对临床研究工作很有价值的结论。     

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。     

数字双波束合成孔径超声成像方法的研究与实现

以提高超声诊断系统的性／价比为目标,提出了一种数字化超声图像合成的新方法,利用双波束合成技术将帧频加倍和利用合成孔径技术将接收通道个数减半。在分析和仿真的基础上,详细地讨论了其硬件设计的要点,并进行了实验验证。实验结果表明,该方法且不损失帧频和图像质量,可显著降低系统成本。