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医学超声论文范文参考 医学超声毕业论文范文[精选]有关写作资料

主题:医学超声 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2023-12-21

医学超声论文范文

论文

目录

  1. 第一篇医学超声论文范文参考:高频医学超声成像系统的研究与设计
  2. 第二篇医学超声论文样文:生物医学超声中若干非线性问题的研究
  3. 第三篇医学超声论文范文模板:医学超声成像中的编码激励技术及其性能优化的研究
  4. 第四篇医学超声论文范例:用于医学超声成像的编码信号研究
  5. 第五篇医学超声论文范文格式:医学超声成像中若干新技术的研究与实现

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第一篇医学超声论文范文参考:高频医学超声成像系统的研究与设计

医学超声诊断设备,由于其具有无创、无痛、方便有效、显示直观、成本低廉等优点,被广泛的使用于医学诊断的各个领域.频率大于20 MHz的高频超声,能够提供更高的图像分辨率,因此特别适用于显示精细的结构,可用于探测人体的眼睛、皮肤和血管等器官,也可用于对小动物如老鼠、斑马鱼等的成像.当前,研究和制作性能良好的高频超声传感器和高频超声成像系统仍是一项非常重要的、具有挑战性的工作.

本文首先设计和制作了两种不同类别的35 MHz高频超声传感器.其中用新的铌酸铅铟-铌镁酸铅-钛酸铅(PIN-PMN-PT)材料制作的PIN-PMN-PT超声单阵元传感器具有比传统铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)超声传感器更高的温度稳定性,并且可以在更高的电压下工作.用PMN-PT\Epoxy 1-3复合材料制作的PMN-PT\Epoxy 1-3复合超声单阵元传感器具有比传统铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)超声传感器更高的机电耦合系统和更低的声阻抗特性.

其次,本文设计和制作了用于高频超声传感器阵列的高频医学超声成像系统.该系统具有64个通道,采用了多个高速A/D转换芯片,能实现64通道12位精度超声接收数据的高速采集(160MSPS).系统中设有多个强大的现场可编程门阵列(FPGA)芯片和一个大规模并行数字信号处理器阵列(MPPA),可以完成数据的缓存、系统的控制,并实现高速的数字信号处理.系统中还使用了GPIO接口和PCI EXPRESS接口,实现了高速的数据传输(200MBPS以上).此外,本文还对系统的软件进行了开发.整个系统采用了模块化的结构,因此具有良好的灵活性和适应性,可以便利的实现系统的调整和升级.

再次,本文研究了超声*束形成技术,讨论了超声*束发射和接收算法和延迟技术.在单片FPGA中实现了64通道的数字式超声发射,并提出了三种基于本文硬件系统的超声*束接收算法的实现方案.其中FPGA+MPPA的实现方案可实现数据的高效处理,结合使用FIR插值滤波的方法可将接收延迟精度提高到1 ns以内.

最后,本文对设计和制作的高频超声传感器以及高频医学超声成像系统进行了测试.对PIN-PMN-PT超声传感器和PMN-PT\Epoxy 1-3复合超声传感器的测试结果表明,这两种传感器的性能良好,工作频率均在30 MHz以上,插入损耗在20db一下,可以用于高频超声成像.对高频医学超声成像系统的测试结果表明,该系统硬件部分能够完成64通道超声信号的发射、接收和数据采集,利用MPPA-Am2045芯片可以实现高精度的数据延迟,实现了高频医学超声成像系统的基本功能.

第二篇医学超声论文样文:生物医学超声中若干非线性问题的研究

在生物医学超声理论和应用中,非线性现象的研究是近年来的一个热点和难点.非线性原理应用于超声成像可以获得更高的分辨率和对比度,从而得到高质量的超声图像,更清晰、更真实地反映成像对象,在实际应用中已经表现出显著的优势和诱人的前景.

本文的研究遵循严密、可行和有效的原则,对非线性超声的原理与应用中所需解决的若干重点问题在理论推理、建模、数值计算和仿真等层面上进行了较为深入的探讨.取得了如下几个方面的研究成果:

1.提出了一种基于Fourier-Bessel级数的新方法,用于计算吸收媒质中非线性超声场的高次谐波分量,得到其级数形式的解析解,由此推导出吸收媒质中零阶Bessel超声场、Gauss聚焦超声场高次谐波的封闭解析解,进而对其声场特性尤其是近场特性进行了研究.

2.通过频域有限差分方法求解KZK方程,对吸收媒质中的零阶Bessel超声场、Gauss聚焦超声场进行计算,得到基波和高次谐波声场的数值解和仿真图,计算仿真结果验证了上述的理论结论.

3.对于高次谐波超声成像原理及模型进行了初步研究,提出了一个高次谐波成像计算仿真模型的框架.

本文的研究工作得到了国家自然科学基金项目“高分辨率高帧率超声成像系统的研究”(No.60471057)和中国科学技术大学青年科学基金“非线性非衍射波的特性研究及其在医学超声中的应用”(No.KA2100230001)的资助.

第三篇医学超声论文范文模板:医学超声成像中的编码激励技术及其性能优化的研究

在医学超声成像系统中,轴向分辨力、信噪比(探测深度)和对比度是衡量成像质量的主要指标.在传统短脉冲激励成像中,轴向分辨力和信噪比是一对难以调和的矛盾.而编码激励技术可以很好地解决这对矛盾.在发射端,对发射信号进行编码,在不提高发射信号的峰值功率下提高平均功率,从而提高系统的信噪比;在接收端,对回波信号进行脉冲压缩,恢复轴向分辨力.编码激励技术是提高超声成像质量的一种有效的方法,具有广阔的应用前景.在对现有理论和方法进行调研的基础上,本文提出了一些新的编码激励方法.其主要创新性成果有:

1)为了提高轴向分辨力和确保对比度,提出了一种基于幅度加权的预失真线性调频编码激励方法.该方法将线性调频发射信号幅度加权技术和回波信号旁瓣抑制技术相结合,一方面补偿超声探头对发射信号的影响,使得回波信号的带宽不局限于探头,提高轴向分辨力;另一方面消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹,提高发射信号的带宽并采用失配滤波器进行脉冲压缩,实现旁瓣抑制,确保成像对比度.仿真结果表明,与恒包络的线性调频编码激励相比,该方法不仅可以提高轴向分辨力,而且确保对比度;在轴向分辨力和对比度两方面,取得较好的折中效果.FieldII仿真B超图像结果同样证实该方法提高轴向分辨力.

2)传统Barker编码激励是采用单载频的正弦信号调制Barker编码的.本文中,提出了一种基于线性调频载波调制的Barker编码激励方法.对比正弦载波,线性调频载波的时间-带宽积可以大于1.因此,该方法通过提高载波带宽,可以提高轴向分辨力;另一方面,通过提高单位码片时间(即载波时间宽度),可以提高系统的信噪比.此外,系统的信噪比增益不仅能通过Barker码长获得,还可以通过载波的时间-带宽积获得.为了确保成像对比度,在脉冲压缩时,首先进行线性调频载波的脉冲压缩,然后进行Barker编码的脉冲压缩,实现旁瓣抑制.对于线性调频载波的脉冲压缩,当载波的时间-带宽积较小时,确保匹配滤波输出的主瓣内无旁瓣,此时只需要考虑匹配滤波器;当载波的时间-带宽积较大时,使得匹配滤波输出的主瓣内有旁瓣,此时需要考虑加切比雪夫窗的失配滤波器.对于Barker编码的脉冲压缩,采用基于峰值旁瓣水平最小的失配滤波器.仿真结果证明了所提出方法的有效性.

3)提出了一种基于伪chirp载波调制的Barker编码激励方法.与传统的基于正弦载波调制的Barker编码激励相比,该方法采用伪chirp载波调制Barker编码,可以优化轴向分辨力和系统的信噪比.与基于线性调频载波调制的Barker编码激励相比,该方法的编码信号幅值是二进制形式的,平均功率大,从而提高系统的信噪比,同时保持相近的轴向分辨力和对比度,而且发射激励电路简单.仿真结果证明了所提出方法的有效性.

4)提出了一种基于线性调频载波调制的Golay编码激励方法.与传统的基于正弦载波调制的Golay编码激励相比,该方法采用线性调频载波调制Golay互补序列对,可以优化轴向分辨力和系统的信噪比.与基于线性调频载波调制的Barker编码激励相比,该方法采用增加长度的Golay互补序列对,可以获得更高的信噪比及其增益,而且旁瓣幅度大大降低,因而增强成像对比度,同时保持相近的轴向分辨力.在脉冲压缩滤波器的设计中,对于Golay编码的脉冲压缩,只需要考虑匹配滤波器,脉冲压缩算法简单.仿真结果证明了所提出方法的有效性.

5)提出了一种基于线性调频载波调制的二进制最优编码激励方法.与基于线性调频载波调制的Barker编码激励相比,该方法使用增加长度的二进制最优序列,可以获得更高的信噪比及其增益,同时保持相近的轴向分辨力.与基于线性调频载波调制的Golay编码激励相比,该方法只需要发射信号一次,脉冲压缩性能不易受组织运动的影响.在脉冲压缩滤波器的设计中,对于二进制最优序列的脉冲压缩,采用基于最小均方误差的逆滤波器,实现旁瓣抑制,确保成像对比度.仿真结果证明了所提出方法的有效性.

第四篇医学超声论文范例:用于医学超声成像的编码信号研究

常规的医学超声成像系统采用单载波、短脉冲,存在信噪比差、无法解决分辨力与穿透力的矛盾等问题.采用编码信号可以解决这些问题.

目前用于医学超声成像的常用编码信号,都存在不足之处,而且国内外关于此方向的研究较少,所以寻找新的具有良好相关性和实用性的编码信号就尤为重要.这方面的研究主要面临三个难题.第一:寻找最佳编码信号;第二:寻找能够适应人体组织这个传播媒质的编码信号;第三:编码要同时保持好的自相关性与互相关性.

论文的目的在于对用于医学超声成像的编码信号进行较系统地研究,解决编码信号研究中面临的三个难题,重点研究第三个难题的解决方案;并结合通信领域相关的、先进的研究成果,突破现有时域编码与脉冲压缩机制的限制,为编码信号的研究提出一些新的思路.

目前用于医学超声成像的编码信号,仅为简单的二进制编码和线性调频信号.为了取得性能优异的编码信号,我们给出了多种调制方式结合和多种编码形式结合的研究思路;并将Costas信号引入医学超声中来,对其在医学超声成像中的适应性进行了系统的研究.


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医学超声成像过程中,人体组织内很强的频率相关衰减对编码信号的影响很大,特别是对具有理想的图钉型模糊函数的信号,这种影响最为明显.基于此,我们对频率相关衰减存在时,仍然具有良好脉冲压缩输出的波形进行了特性分析与总结.接着我们提出了用于医学超声成像的一种新的编码方式“交错码”.因为目前还没找到更好的构造算法,没有深入研究.

在采用编码信号的医学超声成像系统中,为了同时满足自相关性与互相关性,我们提出二次编码的方案:将两种特性需求分开实现,一种机制来保证良好的自相关特性,另一种机制来保证良好的互相关特性.这为我们下面的研究提供了方向.

依据二次编码的思路,我们提出了交错方法来减少干扰,保证互相关性能.将交错方法作为保证互相关的一种机制,是本论文的重要创新,所以进行了重点研究,提出了两种设计方案.首先,我们提出了采用交错方法来减少多孔径之间的干扰的成像方案.通过理论研究与实验,采用交错方法,得到的互相关的减少与循环的次数成正比;对任意编码信号,适当的交错值都会有效地减少互相关.其次,采用交错方法提出了一种设计,来消除血流成像中因提高脉冲重复频率而引起的干扰.

编码性能的好坏,往往要与具体应用结合来分析.所以论文的最后,我们将Golay编码用于时移法血流测量系统,进行了仿真实验与系统实现.此设计充分发挥了Golay编码的优势,相对传统单载波脉冲机制取得更好的性能.

上述编码信号的研究表明:编码信号选取既要保持良好的相关特性,同时又要适应超声的实际需求;编码的自、互相关性可以通过两种机制来保证,而且互相关性可以采用多种方式来保证,其中交错方法就是一种可行的方式.

第五篇医学超声论文范文格式:医学超声成像中若干新技术的研究与实现

超声成像设备具有低成本,对人体无伤害等特点,这使得超声诊断设备是目前临床上最重要的一种成像设备.但与其它成像手段相比,图像质量较差.为了改善超声的图像质量,近年来,许多新技术,新方法应用在超声成像中.本论文在几个方面对提高超声成像性能进行了研究.

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论文将编码激励技术应用在彩色血流成像中.传统的彩色血流成像方法中,为了得到某扫查角上的血流速度,需要在该扫查角度上发射多次脉冲(4-16次).这样导致彩色血流成像的帧频大幅降低.为了解决彩色血流成像时帧频降低的问题,文章提出了一种利用编码激励,从而一次性获取血流速度的方法.用宽带的编码信号替代传统的窄带信号作为激励,将回波信号通过若干组带通滤波器后进行匹配滤波,得到一系列时间上分离的窄带信号,再将这些窄带信号通过自相关算法计算血流速度估计值,将多次估计值求平均,得到最终的血流速度估计.结果表明由于每个扫查角度只需要发射一次,该方法能够大幅提高彩色血流成像的帧频.其中论文首次独立完整的推导了编码激励技术应用在提高彩色血流成像帧频上的理论算法.

论文还研究了医学超声成像中组织谐波成像的色差问题,目前对二次谐波在成像过程中能否消除体壁带来的色差影响仍有争议,文章通过仿真实验,验证了Bjorn Angelsen等人提出的组织谐波并不能解决声波的色差问题,并提出了一种利用迭代算法来抑制超声色差的方法.该方法首先通过来自随机散射体的信号,计算到达时间和振幅波动的估计值;然后将这些估计值应用到发射声束中以获得校正的发射声束剖面;最后,由校正后的发射声束产生新的散射体信号,重复该过程若干次.实验仿真结果显示,只需很少几个迭代即可得到近似于无色差的发射声束剖面图.

论文最后给出了全数字超声影像系统的设计方法.完成了全数字超声影像系统里动态聚焦,变迹,变孔径,动态滤波,探头激励方式等多个模块的仿真,并具体给出了全数字超声影像系统各个模块设计参数的计算方法,硬件结构的具体实现.不仅建立了全数字超声诊断设备设计的基础理论依据,更是为全数字超声影像系统提供了较为完整的设计方案.设计出的全数字超声影像系统实现了动态聚焦,动态变迹,动态变孔径,动态滤波,中值滤波,数字扫描变换等多项核心指标,图像质量及系统功能已经能与国外同等机型相媲美.

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