超声辐射力激励剪切波的曲线追踪技术研究

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超声剪切波弹性成像技术(SWEI)是近年来医学超声发展的热点,提高剪切波速度估计的准确性是该技术的关键。本文针对目前剪切波速度估计方法中的不足提出了实时曲线追踪方法(RTCT),并且进行了如下研究工作:(1)在峰值方法的基础上,基于超声设备的帧速率稳定性和准确性,通过图像处理技术以及空间滤波处理,提出了一种对于剪切波速度估计的实时曲线追踪方法。(2)使用实时曲线追踪方法在标准超声体膜040GSE的均质区域和夹杂有弹性包含物的包含物区域进行剪切波速度估计以及剪切波速度图像重建,并与目前主流的峰值时间方法和峰值位移方法进行剪切波速度估计值的定量对比,通过分析比较得出了该方法在包含物弹性值大小改变时能够有效提高剪切波速度估计的准确度。(3)为了验证包含物尺寸变化时实时曲线追踪方法的适用性,本文自制了包含有不同尺寸包含物的明胶仿体并对其进行剪切波速度图像重建。通过与峰值方法对比得出了实时曲线追踪方法在包含物尺寸较小的情况下依然能够相对完整且准确的重建弹性包含物这一结论。(4)通过改变激励电压和激励持续时间来改变信噪比,从而完成了噪声适应性实验。该实验从剪切波速度估计的准确度、相对误差等参量入手,对该方法的可行性、准确性以及鲁棒性进行了验证。结果表明:本文所提出的实时曲线追踪方法可以准确的再现剪切波波前的运动轨迹。通过对毎帧剪切波进行曲线拟合,实现了较为准确的二维剪切波传播速度估计。并且在均质区域和具有不同弹性包含物的包含物区域中实现了剪切波速度估计和剪切波图像重建。通过自制的明胶仿体验证了该方法在包含物直径较小时具有较好的重建质量。实验结果和分析表明,所提出的基于实时曲线追踪的剪切波速度估计方法具有较好的准确度,并具有一定的鲁棒性。此外,通过消除剪切波传输视频中的伪影而获得的速度重建图像可以更好地恢复包含物的形状。本文提出的实时曲线追踪方法可以为剪切波速度的估计提供新的技术路线。
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