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超声成像质量的评价因素及其改善方法
空间分辨率和对比度分辨率是评价超声成像质量的两个关键因素。本文首先详细介绍了这两个关键因素；然后，深入分析了改善超声成像质量的幅度变迹、编码激励和谐波成像方法的工作原理和对图像的改善程度；后，讨论了超声成像方法的发展趋势。
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Golay互补序列在眼科超声生物测量中的应用
目的 本研究拟在眼科超声生物测量中采用编码激励技术降低超声发射电压,以替代传统的单脉冲激励.方法 采用Golay互补序列编码序列激励,通过对接收回波进行相应的解码压缩和信号处理,使得发射电压由60 V降低至±15 V,设计了单反射面、分辨率测量和在体实验来验证该方法的有效性.结果 实验结果表明,编码激励技术虽降低了超声发射电压,但仍可保持与高发射电压时同样的探测深度、信号强度、分辨率和测量精度.结论 编码激励的方法对于降低超声波的瞬时发射功率,使声输出参数满足相关检测标准,实现眼部生物组织的准确测量具有深远的意义.
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超声编码激励功率M型多普勒栓子检测的实验研究
超声栓子检测对于研究和预防缺血性脑卒中具有重要的意义.功率M型多普勒(power M-mode Doppler,PMD)在全面直观地反映栓子运动方面具有很大的优势,但如果采用传统的长脉冲激励方法,则在检测灵敏度与距离分辨率方面就存在一定的缺陷.本文从超声栓子检测原理出发,采用编码激励方法改善PMD栓子检测效果,并在设计搭建的实验平台上研究了编码激励PMD栓子检测的性能.实验结果验证了理论分析的结论,得出编码激励有利于提高PMD栓子检测的轴向分辨率和提高栓子与背景血流信号的能量比.
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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.
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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信号和传统短信号的性能,并测试和分析了位置估计算法、脉冲长度、加窗函数和中心频率等因素对弹性成像系统的影响.实验结果表明Chirp信号使应变图像的弹性信噪比增加了27％,对比噪声比提高了78％.
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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.
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全数字超声多普勒血流测量系统研究
传统超声多普勒血流测量仪器使用模拟电路来完成信号采集与解调处理,此类系统容易受外界电磁环境、温度变化等因素的干扰,也难以运用现代信号处理技术来实现更高级的检测功能,例如多深度检测、功率M型多普勒血流成像以及编码激励成像等.本研究设计了一种全数字的超声多普勒血流信号采集处理系统,结合经典的自相关技术,实现了多深度检测和功率M型多普勒血流成像,并采用2周期基础码调制的13位Barker码编码激励方法,得到远高于传统方法的轴向空间分辨率.为验证该系统的有效性,首先利用该系统对多普勒体模进行检测实验研究,证明该系统能有效提高轴向空间分辨率；然后通过对大脑中动脉、前动脉血流检测,表明该系统可以显示出超声波发射方向上整个深度的血流信息,有利于血管的定位和识别.
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编码激励超声成像系统中二进制优编码序列的研究
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优及近似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位的优及近似优编码序列,并选取长度为25的近似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.
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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.
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医学超声成像中伪Chirp编码激励技术的仿真研究
与传统的脉冲回波成像技术相比,编码激励技术能够提高超声图像的信噪比.本文首先对医学超声诊断系统中的发射声强进行了分析,得出了采用编码激励技术提高超声图像信噪比的上限.然后介绍了基于伪Chirp编码激励的超声成像系统,并进行了仿真.仿真试验表明伪Chirp激励能取得较好的效果.
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外周血管疾病的超声研究进展
近年来广泛应用的高分辨力超声血管内皮功能检测技术为动脉硬化的早期发现开辟了一条新途径,并有着很好的临床应用前景.以下做详细介绍.1 B-Flow技术该技术以灰阶方式显示血流,其成像原理是利用减去提取法针对血流中散射源的幅度信息进行成像,用数字编码超声技术同时保证图像的高帧频和高分辨力,采用脉冲压缩方法(即编码激励)来实现信号增强.其亮度与以下几个因素有关:①血流内部条件如红细胞压积、血流状态(层流或湍流);②血流速度等.
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M序列编码激励磁声信号处理方法研究
目的:对M序列编码激励提高磁声信号信噪比的处理方法进行研究,进一步解决目前磁声成像单脉冲激励方法信噪比低、磁声成像质量受到限制以及叠加平均改善磁声信号信噪比方法限制成像速率的问题.方法:通过仿真计算和磁声信号的实验测量,对不同码长下M序列编码的磁声信号的信噪比、峰值旁瓣水平、采集处理时间进行研究,并采用单层石墨纸模型进行信号检测实验.结果:对于单层石墨纸实验模型,在未进行波形叠加平均条件下,相比于单脉冲激励方式,7、31和127 bit M序列编码处理方法可提高磁声信号信噪比19.4、29.6和40.4 dB;3种码长的M序列编码激励磁声信号平均距离旁瓣水平分别为14.1、10.0和7.6 dB,峰值距离旁瓣水平分别为26.3、24.3和21.3 dB;将信噪比提升40 dB,采用127 bit M序列编码激励,相比于单脉冲激励结合波形平均处理方法,其采集处理时间由53.1 s缩短为0.520 s.结论:M序列编码激励的磁声成像信号处理方法对于提高磁声信号信噪比、改善成像质量、提高整体成像速率具有重要意义.
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一种基于chirp编码的高帧速率超声成像方法
在医学超声成像系统中,帧速率由每帧图像的扫查发射次数所决定.同时发射多条波束可以提高图像的帧速率,但是这会带来不同波束间相互干扰的问题,形成伪像.本文基于编码激励的原理,提出了一种新的高帧速率成像方法.该方法通过发射一组线性频率调制编码信号,有效的降低了波束间的互扰.可以在不影响图像质量的情况下,成倍的提高图像的帧速率.
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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.
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编码激励磁声信号处理方法研究
基于磁声耦合效应的生物组织电特性检测成像方法,在神经电活动监测和肿瘤等疾病早期诊断方面具有重要研究意义.常用的单脉冲激励和接收模式的信噪比低,限制了磁声成像质量;信号平均处理方法则限制了成像速率.本研究提出了一种脉冲编码激励的磁声成像信号处理方法,采用编码序列激励模式和脉冲压缩的检测处理方法以提高信噪比,缩短信号处理时间.本研究通过仿真计算和磁声信号的实验测量,采用13位巴克(Barker)编码和16位格雷(Golay)编码,对磁声信号的编码激励和脉冲压缩处理方法进行了研究.结果表明,对金属丝模型,在未进行波形叠加平均的条件下,编码激励可明显提高磁声信号信噪比,如13位Barker脉冲编码和16位Golay编码处理方法,可分别提高磁声信号信噪比约20.96 dB和20.62 dB.同时处理时间明显缩短:在相同信噪比提升的情况下,13位Barker编码和16位Golay编码处理方法的整体采集处理时间约缩短为单脉冲激励平均处理方法的3.62％和4.73％.本研究提出的脉冲编码处理方法,对提高磁声信号信噪比、改善成像质量、提高整体成像速率具有重要意义.
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用于医学超声内窥成像系统的数字编码发射电路
提出一种用于医学超声内窥成像系统的数字编码发射电路,该电路采用双极性高压输出芯片TC6320及其驱动芯片构成.实验证明,该电路可以得到±60 V、脉宽和频率可控的编码信号,工作频率达到30 MHz亦可无失真输出,与传统的脉冲回波超声成像系统相比,数字编码激励技术能够明显改善小功率发射下超声图像的信噪比和超声波束的穿透深度,该方法具有广阔的应用前景.
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医学超声成像中的编码激励技术及其应用
与传统的脉冲回波成像技术相比,编码激励技术能够提高超声图像的信噪比或相应提高声束的穿透深度.本文首先介绍了编码激励成像系统的原理,并对医学超声诊断系统中的发射声强进行了分析,得出了采用编码激励技术提高超声图像信噪比的上限.然后阐述了发射编码的选取原则,详细介绍了白噪编码、伪随机码、Golay码、Chirp和伪Chirp码等编码技术.后,介绍了编码激励技术在B模式成像、Doppler血流测量、B-flow成像和谐波成像中的应用.
