面向SSI的自適應(yīng)波束形成算法的實驗研究.pdf

1、在醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)中，波束形成的設(shè)計是一個核心的問題，對成像質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用，而圖像質(zhì)量的好壞直接影響到診斷效果。延時疊加波束形成(Delay and Sum,DAS)被廣泛用于醫(yī)學(xué)超聲成像，但是得到的圖像具有較寬的主瓣和較大的旁瓣，導(dǎo)致了圖像的分辨率低、對比度低。一般通過幅度變跡技術(shù)，壓制旁瓣幅度但是增加了主瓣寬度。由于人體內(nèi)的各個組織對超聲的傳播速度，傳播特性，衰減系數(shù)等都有不同。而傳統(tǒng)DAS波束形成算法的延時是按照固定的速度來

2、計算的，必定會造成一定的誤差，對于成像和診斷都有一定的影響。
　　近幾十年來，自適應(yīng)波束形成一直在陣列信號處理如無線通信，雷達(dá)和聲納等其他領(lǐng)域有廣泛使用，最常見的方法是Capon于1969年提出的最小方差(Minimum Variance，MV)自適應(yīng)波束形成算法。自適應(yīng)波束形成的加權(quán)因子是由回波信號決定，能夠動態(tài)地根據(jù)回波信號調(diào)整各個通道的加權(quán)因子，由此能更加精確的得到合成的波束，提高了成像質(zhì)量。
　　本文在對DAS波束形

3、成方法和自適應(yīng)波束形成方法的原理介紹的基礎(chǔ)上，對其進行實驗設(shè)計研究，對比兩種方法的成像效果。利用FieldⅡ仿真，對比不同聚焦方式下超聲波束合成的效果，并且對比不同窗函數(shù)的幅度變跡對圖像質(zhì)量的影響。本文提出了應(yīng)用在醫(yī)學(xué)超聲成像的最小方差自適應(yīng)波束形成算法，并利用FieldⅡ?qū)⑵渑c傳統(tǒng)的延時疊加波束形成成像效果進行對比。超音剪切成像(Supersonic Shear Imaging SSI)，是一種新的對軟組織粘彈性性質(zhì)實時可視化的超聲成

4、像技術(shù)，其波束形成的特點是并行發(fā)射并行接收。本文討論了一種基于稀疏表示的自適應(yīng)波束形成算法，能符合SSI的高幀頻平面波的成像特點。最后利用中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院自主研發(fā)的ARFI(Acoustic Radiation Force Impulse)系統(tǒng)采集近似于平面波的真實超聲數(shù)據(jù)，利用MATLAB處理數(shù)據(jù)，分別實現(xiàn)DAS波束形成和MV自適應(yīng)波束形成兩種方法的定點聚焦和分段聚焦方式。
　　通過仿真和實驗的設(shè)計，最后得到結(jié)論:最