基于人體腹壁組織的非線性聲場(chǎng)模型研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)超聲成像因其操作簡(jiǎn)便、安全無(wú)創(chuàng)和檢測(cè)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在臨床實(shí)踐中獲得了廣泛應(yīng)用。由于生物體內(nèi)不同部位組織的聲學(xué)參數(shù)存在差異，超聲在生物體內(nèi)傳播時(shí)將發(fā)生復(fù)雜的衍射、反射、散射及非線性現(xiàn)象，導(dǎo)致聚焦聲束在生物組織內(nèi)的幾何形狀和能量分布發(fā)生畸變。因此，研究超聲在人體組織中的傳播規(guī)律，是研究聚焦聲束在組織中畸變校正算法的基礎(chǔ)。受目前聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)的制約，實(shí)驗(yàn)中難以獲得生物組織內(nèi)聲束形狀及能量分布等數(shù)據(jù)，因而超聲聲場(chǎng)傳播仿真仍是快速獲得醫(yī)學(xué)超聲聲

2、場(chǎng)分布數(shù)據(jù)的有效手段。
　　 本論文針對(duì)目前醫(yī)學(xué)超聲聲場(chǎng)分布仿真的缺陷，基于數(shù)字化人體腹壁組織解剖圖像，提出了用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分對(duì)耦合超聲非線性方程進(jìn)行求解的數(shù)值計(jì)算方法;采用OpenCV工具包編寫(xiě)程序，研究了人體腹壁組織中的聲場(chǎng)分布特性;利用SONIX TOUCH彩色超聲診斷系統(tǒng)和超聲聲場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)水介質(zhì)中的聲場(chǎng)分布進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，對(duì)比分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果;最后探討了該模型在組織諧波成像中的應(yīng)用。
　　 將人體腹壁組

3、織切片圖像作為超聲傳播仿真的介質(zhì)，能更真實(shí)地反映生物組織的復(fù)雜性。相比于傳統(tǒng)的FDTD方法，本文所提出的計(jì)算模型更易獲得收斂解?；诮M織聲場(chǎng)能量分布發(fā)生畸變的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)同均勻介質(zhì)相比:當(dāng)聲速均勻而密度非均勻時(shí)，聲束仍聚焦良好，焦點(diǎn)處聲能下降了1.8dB;當(dāng)密度均勻而聲速非均勻時(shí)，聲束發(fā)散嚴(yán)重，焦點(diǎn)處聲能下降了3.8dB，下降程度與非均勻組織接近。于是得出結(jié)論:組織聲速在空間分布的非均勻性是導(dǎo)致聚焦聲束能量分布畸變的主要原因。通過(guò)該模型可