超声波测量软组织生物力学特性诊断系统的研究

摘要

该论文使用超声探头和压力传感器组成的混合传感器作为手持探针,分别测量软组织的应变和应力.通过软组织生物力学模型和所测的信号,获得软组织的特性参数,从而实现定量检测软组织病变的目的.设计和开发的超声软组织弹性系统测量系统能够实现超声信号和压力信号的接收和调理,及两路信号的同步采集及实时显示.对组织弹性特性的测定,归根到底是要测量出组织在应力作用下的应变.外力作用时组织产生形变,相应的超声回波也发生了变化.采用互相关算法,分析比较软组织受力前后的超声回波,实现了软组织应变的提取.将测量系统所求出的应力、应变信号代入到软组织的拟线性粘弹性模型,拟合出了不同组织的生物力学特征参数.实验结果表明软组织生物力学反应是非线性的,粘弹性变化是和时间相关的.特征参数能够反应组织的粘弹性特征,可以用于检测组织的病变.

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第一章绪论

1.1概述

1.2技术现状

1.2.1软组织的模型及其评定系统

1.2.2超声检测软组织弹性特性的方法

1.3应用前景

1.4论文工作的任务

第二章软组织弹性超声测量系统介绍

2.1超声测量的介绍

2.1.1超声波

2.1.2超声测距的基本原理

2.1.3医用超声仪器的分类

2.2总体设计

2.2.1系统的工作原理

2.2.2系统设计

2.2.3超声信号的采集

2.2.4压力信号的采集

第三章基于LabVIEW的多参数数据采集软件开发

3.1概述

3.1.1虚拟仪器的概念

3.1.2 LabVIEW——图形编程语言

3.2 LabVIEW与仪器的接口

3.2.1基于LabVIEW的超声信号采集系统

3.2.2用LabVIEW实现计算机与其它仪器的接口

3.3基于LabVIEW的数据分析模块的设计

3.3.1用LabVIEW设计选择滤波器

3.3.2最大值法求取软组织厚度

3.3.3互相关法求取软组织的形变

第四章超声信号的处理及系统标定

4.1数字滤波器的设计

4.2互相关法计算软组织的纵向形变

4.2.1互相关形变测量的基本原理

4.2.2基于超声信号的软组织形变的提取

4.2.3超声所得形变和电感传感器所得曲线的比对

第五章软组织生物力学特性参数的提取

5.1生物软组织的特性

5.2软组织特性参数的提取

5.2.1软组织的粘弹性特性

5.2.2软组织生物力学参数的提取

5.2.3不同软组织的拟合系数

5.2.4多层介质形变的探讨

第六章总结与展望

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢