基于自適應(yīng)波束形成的超聲成像算法研究.pdf

1、超聲成像因其具有成本低、實(shí)時(shí)、便攜以及對(duì)人體無傷害等優(yōu)勢(shì)，使得超聲成像診斷設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種疾病的臨床醫(yī)學(xué)診斷。但與CT、MRI等醫(yī)學(xué)成像手段相比，超聲成像的對(duì)比度、分辨率較差。近年來，為了提高超聲成像的質(zhì)量，研究人員將許多新方法，新技術(shù)應(yīng)用于超聲成像中。
　　 在超聲成像系統(tǒng)中，波束形成處于核心地位，對(duì)醫(yī)學(xué)超聲成像的質(zhì)量起著決定性作用。在傳統(tǒng)的延時(shí)疊加波束形成中，常用于控制波束的方法主要包括:動(dòng)態(tài)聚焦、動(dòng)態(tài)孔徑和幅度變跡。但由

2、于傳統(tǒng)延時(shí)疊加波束形成的成像模式問題導(dǎo)致這些波束形成控制方程只能在一定程度上改善成像質(zhì)量。首先，動(dòng)態(tài)聚焦通過保持每條掃描下的所有點(diǎn)都在焦點(diǎn)上來提高成像質(zhì)量，但由于超聲物理特性限制通常只能采用接收動(dòng)態(tài)聚焦。而幅度變跡則是對(duì)不同接收陣元施加不同的加權(quán)值來抑制旁瓣的幅度，但是由于未充分利用回波信號(hào)特性，使波束的主瓣變寬，成像的分辨率下降。
　　 針對(duì)上述提出的問題，本文利用合成孔徑成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向動(dòng)態(tài)聚焦提高系統(tǒng)成像的分辨率，并引入最

3、小方差自適應(yīng)波束形成技術(shù)算法應(yīng)用于超聲成像中的研究，通過對(duì)接收回波數(shù)據(jù)的計(jì)算得到動(dòng)態(tài)的加權(quán)系數(shù)。同時(shí)，本文對(duì)當(dāng)前存在的最小方差波束形成算法在成像對(duì)比度以及算法魯棒性方面的不足，提出了前后向最小方差波束形成與相干系數(shù)相融合的超聲成像方法。首先利用前后向空間平滑技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的前向空間平滑，可以更準(zhǔn)確的估算自協(xié)方差矩陣，然后通過自協(xié)方差矩陣計(jì)算出最優(yōu)加權(quán)系數(shù);同時(shí)結(jié)合相干系數(shù)在減小方向性旁瓣，提高對(duì)比度以及魯棒性的作用。
　　 最后，