基于自適應(yīng)波束形成的超聲成像算法研究.pdf

1、超聲成像因其具有成本低、實(shí)時(shí)、便攜以及對人體無傷害等優(yōu)勢，使得超聲成像診斷設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種疾病的臨床醫(yī)學(xué)診斷。但與CT、MRI等醫(yī)學(xué)成像手段相比，超聲成像的對比度、分辨率較差。近年來，為了提高超聲成像的質(zhì)量，研究人員將許多新方法，新技術(shù)應(yīng)用于超聲成像中。
　　 在超聲成像系統(tǒng)中，波束形成處于核心地位，對醫(yī)學(xué)超聲成像的質(zhì)量起著決定性作用。在傳統(tǒng)的延時(shí)疊加波束形成中，常用于控制波束的方法主要包括:動(dòng)態(tài)聚焦、動(dòng)態(tài)孔徑和幅度變跡。但由

2、于傳統(tǒng)延時(shí)疊加波束形成的成像模式問題導(dǎo)致這些波束形成控制方程只能在一定程度上改善成像質(zhì)量。首先，動(dòng)態(tài)聚焦通過保持每條掃描下的所有點(diǎn)都在焦點(diǎn)上來提高成像質(zhì)量，但由于超聲物理特性限制通常只能采用接收動(dòng)態(tài)聚焦。而幅度變跡則是對不同接收陣元施加不同的加權(quán)值來抑制旁瓣的幅度，但是由于未充分利用回波信號特性，使波束的主瓣變寬，成像的分辨率下降。
　　 針對上述提出的問題，本文利用合成孔徑成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向動(dòng)態(tài)聚焦提高系統(tǒng)成像的分辨率，并引入最

3、小方差自適應(yīng)波束形成技術(shù)算法應(yīng)用于超聲成像中的研究，通過對接收回波數(shù)據(jù)的計(jì)算得到動(dòng)態(tài)的加權(quán)系數(shù)。同時(shí)，本文對當(dāng)前存在的最小方差波束形成算法在成像對比度以及算法魯棒性方面的不足，提出了前后向最小方差波束形成與相干系數(shù)相融合的超聲成像方法。首先利用前后向空間平滑技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的前向空間平滑，可以更準(zhǔn)確的估算自協(xié)方差矩陣，然后通過自協(xié)方差矩陣計(jì)算出最優(yōu)加權(quán)系數(shù);同時(shí)結(jié)合相干系數(shù)在減小方向性旁瓣，提高對比度以及魯棒性的作用。
　　 最后，