基于零相位與光流法的混合超聲彈性成像算法.pdf

1、生物組織的彈性變化通常與組織病理現(xiàn)象有直接關(guān)系，人工觸診是臨床上常用的一種腫瘤鑒別診斷方法，但其診斷結(jié)果容易受到病灶深度以及主觀因素影響。超聲彈性成像是近年來發(fā)展比較快的一種新的超聲成像技術(shù)，可以定量或半定量地反映組織生物力學(xué)屬性（如硬度），可以提供組織的彈性信息，對于乳腺癌、前列腺癌、肝硬化及血管硬化等疾病的診斷具有重要的意義。
　　傳統(tǒng)的時域互相關(guān)算法在估計組織位移時需要進行大量計算，效率低下。有不少研究人員受到超聲多普勒血流

2、成像技術(shù)的啟發(fā)，提出了基于相位信息的位移估計算法，這些算法雖然在穩(wěn)定性上相對弱于時域互相關(guān)算法，但是計算速度較快，能達到實時成像的要求。零相位法由于采用牛頓迭代法僅通過少量迭代便可獲取組織位移，相比互相關(guān)算法具有較高的成像速度，然而該方法只考慮了組織的軸向運動，無法解決組織橫向形變所帶來的去相關(guān)問題。光流法通過求解偏微分方程可以獲得組織的二維位移場，而且算法的效率較高。然而，用光流法進行組織運動估計時，隨著組織深度的增加，組織的位移逐漸

3、加大，不準確的初始位移將導(dǎo)致巨大的計算誤差甚至計算失敗。
　　本文針對這一問題，提出了一種基于零相位與光流法的混合超聲彈性成像方法，將這兩種方法有效結(jié)合來實現(xiàn)優(yōu)勢互補。首先利用零相位法來獲得組織壓縮前后的位移場，利用組織位移和相位在零相位處具有線性這一特點設(shè)計了一種快速位移求解方法，通過對位移-相位信息進行線性擬合，僅通過5次迭代便可準確獲得組織位移，大大提高了算法效率。由于組織軸向形變使得壓縮前后信號存在去相關(guān)，零相位法得到的位

4、移場沒有考慮位移的連續(xù)性，所以將結(jié)果作為光流法的初始位移，采用HS光流法對為位移場進行矯正，抑制由于組織橫向形變所帶來的去相關(guān)。最后采用最小二乘法對位移場進行計算獲得了組織的軸向應(yīng)變。此外，本文對射頻回波信號進行了計算機仿真，利用有限元分析軟件COMSOL仿真仿體模型，得到仿體模型壓縮前和壓縮后的散射點的位置，計算各散射點的位移量，在利用Field-Ⅱ計算得到壓縮前與壓縮后的射頻回波信號。本文利用仿真數(shù)據(jù)對算法進行了驗證，并且定性分析了