基于脉冲超声血流速度检测的研究

摘要

医学超声是近几十年发展十分迅速的一门综合性学科，超声诊断技术作为超声医学的一个重要应用，在临床医学中得到了广泛的应用。血管内的血流速度信息可以反映人体器官及组织的很多特性，而针对血流信息的检测和成像已发展成超声诊断的一个重要分支。在血流运动信息超声检测领域，多普勒技术是一个非常重要的组成部分，随着超声医学的发展成熟，传统的血流运动信息的检测方法已不能满足研究的需要，以提高估计质量为目的的各种非多普勒方法的研究受到广泛的关注。与医学影像技术的其他方法相比，超声血流检测与成像除了具有安全、无创、直观价廉、可实时成像、可重复检查等优点之外，能实时提供组织与检测目标的运动信息一直是它独具的优点和特色，目前广泛应用与临床诊断的是实时彩色血流成像系统。目前大多数的实时彩色血流成像系统采用自相关算法评估血流速度，应公司需求本文研究一种新的血流速度评估算法应用于实时彩色血流成像。 本文主要采用超声仿真工具包FieldⅡ仿真血流回波信号，对取得的仿真数据，分别用自相关算法和互相关算法评估血流速度并成像。在不同的血流速度下用两种算法分别评估血流速度成像得到的图像，将图像进行对比，分析得到自相关和互相关算法的优缺点。为了进一步完善算法，并验证其在真实系统中的适应性，用真实系统采集数据作为输入，验证算法，采集的数据需要做降噪处理、信号解调、杂波滤波等处理;同时，为了解决算法实用性的问题，在FPGA中硬件实现核心算法。结果表明自相关方法是一种窄带的估计方法，在没有混叠时，对血流的估计效果较好，互相关算法是一种宽带的估计方法，当血流速度较大时，能很好的估计出血流速度。

目录

声明

摘要

1．1选题的背景和意义

1．2超声诊断技术的发展

1．3医学超声系统的分类

1．4本文的研究内容和论文结构

第2章超声血流检测的物理基础

2．1血流模型

2．2生物组织的超声特性

2．3多普勒超声血流检测原理

2．3．1多普勒效应

2．3．2多普勒血流检测方式

2．4彩色超声血流成像原理

2．5彩色血流图像显示原理

2．6本章小结

第3章血流回波信号的仿真

3．1．1线性声场仿真理论

3．1．2空间脉冲响应的计算

3．1．3散射信号的计算

3．2血流回波信号的仿真

3．2．1超声探头

3．2．2散射体分布及反射回波强度

3．2．3血流速度分布

3．3超声回波信号的处理

3．4本章小结

第4章血流速度估计算法

4．1血流速度估计中的射频回波信号的特性

4．2自相关算法

4．3互相关算法

4．4血流组织鉴别

4．5本章小结

第5章血流速度检测仿真结果

5．1血流回波信号的仿真

5．2算法的实现

5．3本章小结

第6章真实数据验证和硬件的初步实现

6．1真实数据采集

6．1．1数据的采集

6．1．2数据处理

6．2硬件的初步实现

6．2．1硬件仿真工具

6．2．2硬件设计与初步实现

6．3本章小结

第7章总结和展望

参考文献

致谢