超聲成像數(shù)字波束形成算法研究.pdf

1、超聲成像因其無創(chuàng)實時便捷等特點，在現(xiàn)代醫(yī)學成像中占有重要位置?，F(xiàn)代醫(yī)學超聲成像已是最新醫(yī)學超聲基礎理論研究、新型壓電材料、計算機信息技術相結(jié)合的產(chǎn)物。 波束形成，在整個超聲成像系統(tǒng)中處于核心位置，對成像質(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)量高低的主要標準，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，對比度越高。在傳統(tǒng)超聲延時疊加波束形成中，動態(tài)聚焦和幅度變跡常被用來作為控制波束主瓣

2、寬度和旁瓣幅度的有效方法。動態(tài)聚焦效果是能達到保持每條掃描線上的所有點都在焦點上；而幅度變跡則是對不同陣元接收到的信號施加不同的加權值，通常為Hanning函數(shù)、Blackman函數(shù)。雖然動態(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)延時疊加的成像模式卻限制了分辨率的進一步提高，具體表現(xiàn)在： 1．傳統(tǒng)延時疊加算法受成像時間的限制，實際只能實現(xiàn)接收時的動態(tài)聚焦； 2．傳統(tǒng)延時疊加算法中幅度變跡采用的加權值都是固定的

3、函數(shù)，雖然壓制了旁瓣，但代價卻是增加了主瓣寬度，降低了成像的空間分辨率。 針對這兩個缺陷，本文引入合成孔徑成像和自適應波束形成算法。 對于合成孔徑成像，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，理論分析其如何實現(xiàn)發(fā)射接收雙向動態(tài)聚焦。 對于自適應波束形成算法，介紹了標準Capon波束形成算法和穩(wěn)健Capon波束形成算法如何根據(jù)所接收的信號計算得出加權值，實現(xiàn)動態(tài)幅度