醫(yī)學超聲成像自適應(yīng)波束形成方法研究.pdf

1、超聲成像以其無創(chuàng)、廉價、便攜、實時等優(yōu)勢在人體各組織的臨床醫(yī)學診斷中獲得了廣泛的應(yīng)用。與其他醫(yī)學影像技術(shù)相比，超聲成像面臨的主要問題是空間分辨率和成像對比度偏低，給后續(xù)的臨床診斷和圖像處理帶來一定的困難。波束形成是影響超聲成像質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此醫(yī)學超聲波束形成的方法研究對超聲成像在醫(yī)學臨床診斷中的進一步推廣具有重要意義。
　　傳統(tǒng)的延時疊加法雖然運算簡單，易于實現(xiàn)，但主瓣寬度大，旁瓣水平高，決定了其較差的成像質(zhì)量。21世紀以來，

2、醫(yī)學超聲成像的自適應(yīng)波束形成逐漸發(fā)展起來，雖然在一定程度上改善了超聲圖像質(zhì)量，但仍存在著各自的問題和局限性。本論文在醫(yī)學超聲波束形成理論的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有方法存在的問題，提出了三種自適應(yīng)波束形成算法。
　　目前應(yīng)用最為廣泛的最小方差算法雖然能夠顯著提高橫向分辨率，但在強相關(guān)干擾下容易發(fā)生信號自消現(xiàn)象，導(dǎo)致成像對比度偏低。針對這一缺陷，提出迭代最小方差算法和空時幅度相位估計算法。前者以傳統(tǒng)最小方差算法為基礎(chǔ)，迭代估計干擾噪聲協(xié)方差矩

3、陣，進而計算新的波束形成權(quán)矢量;后者從更穩(wěn)健的幅度相位估計譜分析算法入手，將其推廣至空間域，并結(jié)合醫(yī)學超聲系統(tǒng)發(fā)射波形的先驗信息，對期望信號進行空間和時間二維的最小二乘估計。此外，針對特征空間最小方差算法在強散射子周圍產(chǎn)生背景失真的問題，提出修正的特征空間最小方差算法和一種基于區(qū)域檢測的特征空間波束形成新方法。新方法根據(jù)特征矢量和導(dǎo)向矢量的方向信息，并結(jié)合特征值的大小對成像目標進行超聲低回聲區(qū)檢測，然后對不同類型的區(qū)域采用不同的波束形成