论文部分内容阅读
超声成像技术是用于检查生物组织内部结构的重要临床工具。目前广泛使用的B型超声检查方法,是基于整个超声背散射信号的分析,沿用线性声学理论,利用超声回波信号中的基波成分幅度信息来成像,为人体内部组织器官提供形态上的定量描述。然而,超声传播是一个非线性过程,非线性效应带来的影响在临床诊断中不容忽视。传统B型超声检查的基波图像缺乏对生物组织的全面描述,不能反映超声波在人体内传播过程中的非线性变化,进而影响诊断结果的准确度。为此,本文提出了应用Nakagami分布统计模型对超声回波信号中二次谐波成分的包络统计信息进行量化成像的新方法,全面分析超声波在组织内传播过程中的非线性变化。对建立的非线性系数仿真原理图,利用非线性射频超声图像仿真软件CREANUIS进行163线的仿真计算得到非线性不均匀系数介质的B超图像,对得到的非线性仿真数据处理:应用巴特沃斯(Butterworth)高通滤波器对整个超声回波信号进行基波与谐波成分的分离,然后利用希尔伯特变换(Hilbert)分别获取基谐波的包络检测信号,进一步对其作对数压缩、差值处理分别得到基波和二次谐波的灰度图像,最后应用Nakagami分布统计模型对二次谐波的包络统计信息进行Nakagami分布特征参数的量化计算和伪色彩处理,得到可视化的二次谐波Nakagami分布特征参数量化伪色彩映射图像。对比实验结果,可以得出非线性系数越高二次谐波振幅越高,直观表现为非线性系数越高二次谐波灰度图像越明亮,而基波的灰度图像完全忽略了超声传播过程中非线性效应所带来的影响,图像明暗无差异。最后通过二次谐波Nakagami分布特征参数伪色彩映射图像与二次谐波灰度图像的比较分析,表明分布特征参数?和?的量化彩色映射图像能更直观地反映出非线性系数的变化情况,在临床检查中量化伪色彩映射图像能够更清晰地显现出组织器官的结构性质与病理变化。综上所述,本文所提出的方法新颖,且操作简便易于实现,研究结果有助于临床应用上开展对超声传播过程中非线性特性的研究,对提高医护工作者的诊断水平及患者的治疗与后期护理均具有现实意义。