超聲成像自適應(yīng)波束形成方法研究.pdf

1、波束形成是醫(yī)療超聲成像系統(tǒng)重要的組成部分,其性能的好壞直接影響著超聲成像的質(zhì)量。目前比較常用的波束形成算法為延時累加算法,該算法形成的超聲波束具有很高的旁瓣,通常的方法是采用幅值變跡來對旁瓣幅值進行壓制,然而卻造成了主瓣寬度的增加。與非自適應(yīng)的波束形成不同,自適應(yīng)波束形成則可以根據(jù)聲場的變化計算出動態(tài)的加權(quán)值,較好的解決了上述問題。因此,本文重點研究了自適應(yīng)波束形成在超聲成像系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　本文首先介紹了傳統(tǒng)延時累加波束形成算

2、法的基本理論,然后分析了不同的波束控制方法,如幅值變跡、動態(tài)聚焦對傳統(tǒng)波束形成性能的影響,并指出了傳統(tǒng)波束形成算法存在的缺點,即不能實現(xiàn)真正的動態(tài)幅值變跡,不能實現(xiàn)發(fā)射模式下的動態(tài)聚焦等。
　　然后,針對傳統(tǒng)波束形成不能實現(xiàn)真正動態(tài)變跡的缺點,引入了Capon自適應(yīng)波束形成算法,利用回波數(shù)據(jù)計算出動態(tài)權(quán)值,實現(xiàn)了真正的動態(tài)幅值變跡。在采用Capon算法計算最優(yōu)權(quán)值時,為了對回波信號人為地去相關(guān),獲得更好的協(xié)方差矩陣估計,采用了前后

3、向空間平滑技術(shù);為了進一步提高Capon自適應(yīng)波束形成算法的穩(wěn)健性,還將對角加載技術(shù)應(yīng)用其中,并對對角加載中加載量的選取進行了研究,仿真結(jié)果表明,當對角加載參數(shù)選為1(10L)時,既能保證較高的成像質(zhì)量,又能增強算法的穩(wěn)健性。
　　為了進一步提高成像質(zhì)量,針對傳統(tǒng)波束形成不能實現(xiàn)發(fā)射動態(tài)聚焦的缺點,本文研究了合成孔徑成像的幾種掃查方法,并將其中的多陣元合成孔徑聚焦的掃查模式應(yīng)用到自適應(yīng)波束形成中,分別采用Capon自適應(yīng)波束形成算