超聲成像數(shù)字波束形成算法研究.pdf

1、超聲成像因其無(wú)創(chuàng)實(shí)時(shí)便捷等特點(diǎn)，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像中占有重要位置?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)超聲成像已是最新醫(yī)學(xué)超聲基礎(chǔ)理論研究、新型壓電材料、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 波束形成，在整個(gè)超聲成像系統(tǒng)中處于核心位置，對(duì)成像質(zhì)量起著決定性的作用。主瓣寬度和旁瓣幅度是理論上判斷所形成的波束質(zhì)量高低的主要標(biāo)準(zhǔn)，主瓣越窄，成像的側(cè)向分辨率越高，旁瓣幅度越小，成像的偽影越少，對(duì)比度越高。在傳統(tǒng)超聲延時(shí)疊加波束形成中，動(dòng)態(tài)聚焦和幅度變跡常被用來(lái)作為控制波束主瓣

2、寬度和旁瓣幅度的有效方法。動(dòng)態(tài)聚焦效果是能達(dá)到保持每條掃描線上的所有點(diǎn)都在焦點(diǎn)上；而幅度變跡則是對(duì)不同陣元接收到的信號(hào)施加不同的加權(quán)值，通常為Hanning函數(shù)、Blackman函數(shù)。雖然動(dòng)態(tài)聚焦和幅度變跡在一定程度上改善了成像的質(zhì)量，但傳統(tǒng)延時(shí)疊加的成像模式卻限制了分辨率的進(jìn)一步提高，具體表現(xiàn)在： 1．傳統(tǒng)延時(shí)疊加算法受成像時(shí)間的限制，實(shí)際只能實(shí)現(xiàn)接收時(shí)的動(dòng)態(tài)聚焦； 2．傳統(tǒng)延時(shí)疊加算法中幅度變跡采用的加權(quán)值都是固定的

3、函數(shù)，雖然壓制了旁瓣，但代價(jià)卻是增加了主瓣寬度，降低了成像的空間分辨率。 針對(duì)這兩個(gè)缺陷，本文引入合成孔徑成像和自適應(yīng)波束形成算法。 對(duì)于合成孔徑成像，介紹了合成孔徑聚焦、多陣元合成孔徑聚焦、合成接收孔徑、合成聚焦和合成發(fā)射孔徑五種成像模式，理論分析其如何實(shí)現(xiàn)發(fā)射接收雙向動(dòng)態(tài)聚焦。 對(duì)于自適應(yīng)波束形成算法，介紹了標(biāo)準(zhǔn)Capon波束形成算法和穩(wěn)健Capon波束形成算法如何根據(jù)所接收的信號(hào)計(jì)算得出加權(quán)值，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)幅度