文档介绍：天津大学
硕士学位论文
数字式超声内窥成像系统信号处理的研究
姓名:周浩
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:郁道银
20090501
摘要关键词:超声内窥镜,二相编码,匹配滤波,合成孔径,分辨率,信噪比超声内窥镜通过电子内窥镜的活检通道将微型超声探头送入人体消化道,通过探头旋转扫描获取人体消化道壁的医学超声图像,发现其中的早期癌变和微小肿瘤,是目前诊断人体内脏器官病变的最佳方法。然而,超声内窥镜的微型探头超声发射面积小,超声信号发射功率不高,聚焦性能不易控制,使超声内窥镜所探测的信号微弱,信噪比不高,需要进一步处理以提高成像质量。本文针对超声内窥镜的工作环境和超声换能器的特点,将编码激励技术应用于超声内窥系统,以提高信号的信噪比和系统安全性,并进行实验验证编码激励提高信噪比的效果;利用换能器旋转扫描的特性,仿真研究了基于超声内窥系统的合成孔径技术,利用合成孔径技术提高成像信噪比与分辨率。本文的主要工作有:⒄攵猿诳档墓ぷ骰肪秤牖荒芷鞯奶匦裕≡癯ざ冉隙痰位编码作为编码激励信号。针对编码信号频谱与换能器通带关系,选择正负脉冲作为编码调制信号。计算了不同换能器相对带宽下编码激励获得的信噪比增益,利用进行超声编码激励成像仿真,仿真结果表明,采用编码激励信号能够有效提高成像信噪比与图像对比度。⒋罱ū嗦爰だ笛橄低常激励电压下进行单脉冲与编码激励的对比实验,由于激励电压较低,单脉冲激励下超声信号几乎淹没于噪声,而由于能量的积累,,编码激励信噪比增益仅为。⒗没荒芷魃栊J庇肽勘昃嗬氩欢媳浠奶匦裕ê铣煽拙都际跤用于超声内窥镜,针对超声信号的宽带、高相关性的特点,。仿真研究表明,采用合成孔径技术,对提高成像分辨率作用有限;通过理论计算与仿真发现,采用合成孔径技术能够大幅提高成像的信噪比。
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:谡钍甓嘣翵只签字日期:沙。厂年∥月/日独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤盗盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解丞鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权叁盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:签孚浚
第一章绪论医学超声内窥镜系统超声换能器成功的将内窥镜超声成像应用于胃肠病学研究当中【。目前,日本的医学超声内窥成像系统超声内窥镜将微型超声旋转扫描探头安置在内窥镜的项端,当内窥镜插入体腔后,既可以通过内窥镜直接观察粘膜表面的病变形态,又可以进行实时超声扫描,获取消化器官管壁各个断层的组织学特征,将内窥镜的诊断范围扩大作为一种医学成像系统,超声内窥镜在工作时,仅能获得较微弱的超声回波信号,因而对回波信号的进一步处理以提高超声内镜系统的信噪比和成像质量就显得至关重要。超声内窥镜发展始于辏琒虳等人第一次将一个超声探头安装在内窥镜的端部,这样就可以排除很多超声成像中的障碍,直接对食道、胃和十二指肠等体内器官进行超声成像。首先于年报道了一个辐射式扫描的超声内窥镜成像实验;接着ǖ懒死靡桓鱿咝哉罅谐能器进行内窥镜超声成像的实验。,并占据了大部分市场【。本文采用的医学超声内窥镜成像系统的原理如图所示,主要由电子内窥镜和微型超声探测系统组成【俊N⑿统讲庀低持饕S煽5奈⑿统扫描探头、超声信号处理电路和计算机组成。超声内窥镜工作时,将微型超声扫描探头通过电子内窥镜的活检通道送入人体内腔,利用探头内的微型电机驱动超声换能器旋转【。在换能器旋转的同时,超声编码激励电路输出编码脉冲,激励换能器发射编码超声信号。超声信号经组织体反射后形成一个超声回波序列,由原超声换能器接收并转换成相应的电信号。该电信号由超声信号处理电路接收、处理并形成统枷瘢詈缶璘接口输入计算机保存及显示。超声内第一章绪论.
饲呸【..一啼只能采用单元换能器,而且需采用微型电机驱动扫描旋转成像.;窥镜在通过电子内窥镜观察器官表面形态的同时,可以获得器官管壁的组织学特征及周围邻近脏器的超声图像,实现了对器官病变的双重诊断。超声内窥镜扫描成像与体外超声扫描成像有着显著的区别