超声血流成像关键技术研究

• 作 者: 丁向辉
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 血流成像 一维血流成像算法 血流矢量估计方法 脉冲多普勒方式

血流成像是医学超声成像中重要的成像方式,可以直观地显示血流的速度。血流速度估计方法是其中的关键技术,直接影响成像质量和检测的准确性。本文对传统一维血流成像算法和血流矢量估计方法进行研究和改进,并在便携式彩超平台上进行系统实现。　　
首先,本文对目前广泛使用的一维血流成像方式和血流速度矢量估计方法进行了介绍和对比。通过综合分析,选择脉冲多普勒为基本的血流成像工作方式,并以侧向调制场(TO)方法作为本文速度矢量估计方法的研究基础。　　
对于传统一维血流成像算法,对基于自相关和基于互相关的一维速度估计方法进行分析。针对互相关方法应用于窄带信号估计可能出现的极大偏差,提出了改进方法。结果表明,该方法改善了估计性能,且具有更少的运算量和更好的稳定性,可以作为高性能一维速度估计方法。　　
对于血流矢量估计算法,以基于TO的速度矢量估计方法为本文的研究重点,对基于TO的速度矢量成像方法的实际应用展开研究。对TO方法的接收和发射波束形成、各参数的设计和实现策略进行了详细的分析和讨论。并针对现有速度估计算子的局限性,提出了改进的策略和实现方法。基于上述研究结果,设计了TO方法的数字实现方案,给出血流信号提取、速度矢量估计和波束形成等部分详细的技术方案,并对各部分的运算量和存储量等进行了分析。上述实现方案可直接应用于实际的数字系统中。　　
最后,在实验室研发的便携式彩超平台支持下,对一维血流成像,及基于TO方法的新型矢量速度成像技术进行实际实现,并在搭建超声血流成像实验测试平台上进行血流成像实验,实验结果证明了本文工作的有效性,并验证了便携式彩超硬件平台的血流成像能力。