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