基于平面波的高速超聲向量血流成像技術(shù)研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)超聲血流成像系統(tǒng)成為心血管疾病診斷的一個(gè)重要參考。傳流成像技術(shù)無(wú)需聚焦，進(jìn)行平行發(fā)射大大提高了圖像統(tǒng)的超聲多普勒血流成像系統(tǒng)采用發(fā)射聚焦超聲的方式進(jìn)行逐線掃描成像，導(dǎo)致成像幀頻很低，通常只有十幾幀。而平面波血的幀率，因此能夠十分容易獲取血流快速流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的一些特殊現(xiàn)象。向量血流成像能夠同時(shí)精確表現(xiàn)血流速度的大小和方向信息，對(duì)于心血管疾病的診斷提供了十分有效的支持。因此，本文對(duì)平面波高速向量血流成像系統(tǒng)以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了全面的分析

2、研究。
　　首先，本文對(duì)超聲向量血流成像系統(tǒng)的基本理論進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，然后引入了平面波多普勒血流成像技術(shù)，并設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)分別從圖像分辨率、對(duì)比度、信噪比、血流速率估計(jì)精度以及成像幀頻幾個(gè)方面進(jìn)行了深入分析。仿真實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合平面波成像技術(shù)能夠保證與傳統(tǒng)聚焦成像模同等的圖像質(zhì)量以及血流速率估計(jì)準(zhǔn)確性，并且能夠保證較高的幀頻(5次復(fù)合，10kHz重復(fù)頻率，幀頻約為2000fps)。
　　其次，由于傳統(tǒng)的聚焦血流成像技術(shù)限制了壁

3、濾波器階數(shù)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而降低了血流估計(jì)的準(zhǔn)確性，而平面波血流成像克服了這個(gè)缺陷，本文通過(guò)理論分析與仿體實(shí)驗(yàn)分析比較了IIR濾波器、FIR濾波器以及多項(xiàng)式回歸濾波器在平面波高速彩色血路成像中的性能，理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)IR濾波器更加適用于實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中。
　　最后，本文提出了一種新型的高幀率二維向量血流成像方法。該方法結(jié)合了平面波成像技術(shù)、多合成孔徑成像技術(shù)、二維自相關(guān)技術(shù)以及復(fù)合成像技術(shù)。在接收模式下，同時(shí)采用左右兩個(gè)子孔徑進(jìn)

4、行偏轉(zhuǎn)角度波束形成，最終獲得橫向與軸向的血流速度信息。其有效性經(jīng)過(guò)了FieldⅡ仿真實(shí)驗(yàn)、仿體實(shí)驗(yàn)以及在體實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。仿真實(shí)驗(yàn)表明:軸向血流速度估計(jì)誤差在0.035m/s左右，估計(jì)方差0.0013m/s左右;而橫向血流估計(jì)誤差約為0.08m/s，標(biāo)準(zhǔn)差約為0.009m/s;通過(guò)與近期發(fā)表的平面波向量血流成像方法進(jìn)行對(duì)比，本文方法的橫向估計(jì)速率提高了0.02m/s，軸向估計(jì)速率提高了0.003m/s。此外，通過(guò)沿不同角度多次發(fā)射平面波，采