基于医学超声弹性成像的编码检测方法研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wangcaihong121
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
医学超声弹性成像(Ultrasound Elastography)是一种无创地检测人体组织的弹性信息的成像技术。该技术通过一定的方法对人体组织区域施加激励,使其发生产生振动,并用超声脉冲—回波技术检测振动信息,从中提取组织弹性信息并对此进行成像。超声弹性成像的一个主要难点是激励产生的振动信号(通常又称为剪切波)幅度微弱,而且剪切波在体内衰减大,尤其是高频成分,传播距离只有毫米量级。因此,超声弹性成像中,通常会存在检测信噪比不高、检测深度不够和高频剪切波成分很难被检测的问题。超声编码成像技术是一种广泛应用的超声成像技术,它可以在保持检测分辨率的情况下提高检测信噪比,从而改善成像质量。本文将超声编码技术应用于超声弹性成像,展开基于医学超声弹性成像的编码检测方法研究,利用编码检测技术实现对微弱剪切波的检测,提高检测性能。本论文的主要工作包括以下方面:1.研究编码检测技术对瞬时弹性成像(Transient elastography,TE)的性能提升。完成了瞬时弹性成像编码检测平台的搭建;设计了标准弹性体实验、加猪肉层的弹性体实验和离体猪肝实验;分别采用常规短脉冲和不同长度的编码脉冲实现瞬时弹性成像。实验结果表明编码检测可以提高瞬时弹性成像的检测信噪比、检测深度和检测的稳定性。2.研究平面波编码检测技术对二维弹性成像的性能提升。将编码检测技术与波束合成Stolt’s f-k migration算法相结合实现平面波编码检测,完成了平面波编码检测平台的搭建;设计了标准弹性体实验和离体猪肝实验对编码检测的性能进行研究。实验结果表明平面波编码检测可以提高二维弹性成像中检测信噪比和检测深度。3.从激励和检测两个方面入手,提高对高频剪切波成分的检测。采用不同的检测方法对相同的高频剪切波成分进行检测,结果表明编码检测可以提高对高频剪切波的检测能力。用圆环替代现有的圆形激励振子,实验发现圆环激励可以实现更高频率(500900Hz)的剪切波激励。本文的主要贡献:通过理论和实验证实编码检测技术可以提高超声弹性成像中剪切波的信噪比,进而改善弹性成像质量。证明了编码检测技术与波束合成Stolt’s f-k migration相结合的算法可以提高超声平面波成像质量。研究了一种新的圆环激励瞬时弹性成像方法,该方法在标准弹性体实验中可以实现高频剪切波激励。
其他文献
临床成像技术,如磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT),可实现对疾病的早期诊断,极大地促进了预防医学的发展。然而,对安全、紧凑、低成本替代品的需求日益增长,这促进了新型生物成像方式的发展。光学成像以其优越的时空分辨率、不受电离辐射的影响、低成本等优点在临床上得到了广泛的应用。然而,基于光的成像模式其主要缺点是光对生物组织的穿透深度低。近年来,近红外(NIR)和短波红外(SWIR)光谱区域的光
当今世界日益突出的能源危机、环境污染等问题,使得表面功能结构制造成为国际学术研究的热点之一。微细电加工(微细电解加工和电火花加工)是实现表面功能结构制造的主要技术手段之一;而该技术的必备工具——三维微电极,难以通过常规机械加工方法制备。因此,在当前,微细电加工过程通常是利用微柱状电极、以逐层扫描铣削放电的方式开展,并用于制备各种复杂三维微型腔。但是,逐层扫描放电加工效率较低,而且微柱状电极横截面积
超表面是一种特殊的二维平面超材料,通过在超单元的两侧引入不连续变化的电磁波响应,可以高效地按照预想来操控反射和透射波的相位、振幅、以及极化。相比于传统三维超材料,亚波长超表面具有更短传播距离因而其吸收损耗小、重量轻体积小更易制作和集成。超表面已经在天线、传感、主动元器件、以及集成技术等方面展现了巨大应用潜力。高频段特别是光波段的金属超表面存在着很高的本征欧姆损耗,而电介质材料则展现了更小的损耗,因
在移动无线通信系统发展过程中,频谱效率(Spectral Efficiency,SE)和能量效率(Energy Efficiency,EE)始终是衡量其性能最重要的两个指标。随着科学技术的发展,移动端通信业务需求出现爆炸式的增长。这对移动无线通信系统的频谱效率要求越来越高。而且在科技飞速发展的同时,也使全球环境日益恶化,能量消耗不断持续增长。因此为保证人类的可持续发展,如何提高能量效率已成为全球各
如今,石化能源趋于枯竭,癌症严重威胁着人类的生命,开发新能源和治愈癌症成为人类面临的两大迫切需要解决的问题。太阳辐射能取之不尽,用之不竭,是人类理想的新能源,开发太阳能首先需要解决的问题是,提高太阳辐射能收集的效率,而目前的收集效率都不是太理想。治愈癌症的首要问题是要尽早发现癌症细胞,越早诊断出癌细胞,治愈的几率越大。因此,开展以太阳能利用为主要用途的能量收集和以肿瘤细胞高灵敏度探测为主要目的的生
半导体光电器件的性质取决于三个瞬态的物理过程:载流子的生成,复合以及输运。所以研究理解半导体材料中光生载流子的动力学过程是很有必要的。在研究材料的载流子动力学方面,超快光谱技术是一种有效的实验工具。利用超快光谱技术可以得到材料被激发后的瞬态吸收光谱,通过对瞬态吸收光谱进行分析,可以揭示材料中光生载流子的产生,传输以及复合方式等方面的信息。本论文中采用泵浦探测瞬态吸收光谱系统研究了单层过渡金属硫化物
随着移动互联网和云计算的不断发展与融合,移动云计算应运而生,它继承了云计算的良好特性,为资源受限的移动智能终端提供存储和计算支持,推动了移动智能终端的迅速普及。人们通过移动智能终端可随时随地访问存储在云服务器的数据,给工作和生活带来了极大的便利。然而,云服务器存储的数据所有权与管理权分离,极易发生用户数据泄露。如何在高效利用移动云计算优势的同时,保障用户数据的隐私和安全是一个亟需解决的问题。本文对
随着计算机技术和人工智能的逐渐发展,模式分类及图像识别技术已经广泛地应用于科学、医学和经济等各个不同领域。不同的分类任务和场景往往需要使用不同的模式分类技术和分类模型。对于某些标准数据集(如加州大学提出的用于机器学习的UCI数据,其属性值和类别已经标注)的分类任务,主要考虑特征提取和构建合适的分类器;对于图像数据的识别任务,由于图像数据的采集和存储易受到噪声污染且图像的维数一般都较高,除了考虑特征
光学微腔是一种尺寸在微米量级或者亚微米量级的光学谐振腔,它利用在折射率不连续的界面上的反射、全反射、散射或者衍射等效应,将光限制在一个很小的区域,具有比传统介质微腔更宽的调控或感测能力和自由光谱范围。光学微腔是光电子器件中应用十分广泛的一种,在光通信、传感、激光、信号处理等领域有着极大的研究价值和应用前景。最近几十年,由于光纤技术的快速发展,基于光纤的光学微腔器件成为了研究的热点。各种不同类型的光
光子晶体以其显著的特点可如人所愿地控制光子的运动,被认为是未来光子器件研制的核心。二维磁性光子晶体环行器是一种正向顺序导通而反向传输阻止的多端口非互易无源器件。该器件可被用于隔离相邻模块或器件之间的反射光,从而降低干扰、增强大规模集成光路的稳定性。首先,本论文介绍了二维磁性光子晶体的几种分析方法:采用平面波展开法计算光子晶体带隙结构及缺陷结构的模场分布;使用有限元方法将波动方程转化为有限元方程组,