內(nèi)鏡超聲相控陣成像算法研究.pdf

1、超聲內(nèi)鏡將微型超聲探頭置于電子內(nèi)鏡前端送入人體，既能通過(guò)電子內(nèi)鏡觀察到消化道組織表面的形態(tài)，也能通過(guò)超聲掃描觀察到組織的內(nèi)部斷層信息，從而發(fā)現(xiàn)人體組織的早期病變部位，是目前人體內(nèi)臟器官病變部位檢查的最有效方法之一。
　　本文針對(duì)機(jī)械環(huán)掃內(nèi)鏡系統(tǒng)成像分辨率低以及其掃描方向與電子內(nèi)鏡觀察方向不一致，不適用于穿刺等臨床治療等缺點(diǎn)，提出了基于相控陣換能器探頭的內(nèi)鏡超聲相控陣成像技術(shù)。利用相控陣探頭的電子聲束聚焦與掃描，實(shí)現(xiàn)人體組織的快速掃

2、描，并利用合成孔徑的相干樣點(diǎn)疊加思想以及編碼激勵(lì)技術(shù)，增強(qiáng)了內(nèi)鏡超聲圖像的分辨率與信噪比。最后針對(duì)合成孔徑技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力要求高的問(wèn)題，通過(guò)GPU并行處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了算法的硬件加速。
　　本文的主要工作有：
　　1)研究陣列換能器參數(shù)：陣元數(shù)、陣元間隔、陣元尺寸、換能器頻率、偏轉(zhuǎn)角等對(duì)超聲聲束控制特性以及偏轉(zhuǎn)方向上聲壓的影響，并在此基礎(chǔ)上提出了一種優(yōu)化換能器參數(shù)設(shè)計(jì)的方法。
　　2)提出了基于多陣元換能器的內(nèi)鏡

3、超聲相控陣成像算法（PAI）。使用合成孔徑的相干疊加思想處理掃描線數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收的動(dòng)態(tài)聚焦，提高了系統(tǒng)的分辨率。
　　3)提出一種基于Chirp編碼的內(nèi)鏡超聲相控陣成像技術(shù)（CPAI），解調(diào)后的掃描線數(shù)據(jù)使用PAI算法進(jìn)行合成孔徑處理，從而進(jìn)一步提高算法的魯棒性以及系統(tǒng)的信噪比。
　　4)提出了一種基于GPU的CUDA編程平臺(tái)和MATLAB平臺(tái)混合使用的軟件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了算法的硬件加速。
　　5)利用孔徑大小為2.