基于CUDA的聲輻射力彈性成像算法研究.pdf

1、超聲彈性成像技術(shù)是利用超聲波以軟組織的楊氏模量、剪切模量、應(yīng)力與應(yīng)變等軟組織彈性參量為成像對象的技術(shù)。與傳統(tǒng)的超聲成像模式相比，超聲彈性成像能夠直接反應(yīng)組織的機械特性而更加直觀。因而，超聲彈性成像被廣泛應(yīng)用于脂肪肝、肝硬化、乳腺腫瘤的檢測并取得了更好診斷率。超聲彈性成像分為準靜態(tài)彈性成像和聲輻射力彈性成像這兩種方式。準靜態(tài)彈性成像通常需要使用外力源帶動換能器對組織進行壓縮，并無法提供量性診斷信息。聲輻射力彈性成像是利用超聲換能器發(fā)射高聚

2、焦的超聲波束在被測物體某一深度產(chǎn)生聲輻射力從而導(dǎo)致組織產(chǎn)生位移，并利用位移計算相關(guān)測量量進行成像的一種方式。聲輻射力彈性成像在較深組織處也獲得更好的效果并且能夠提供量性診斷信息。
　　然而，聲輻射力彈性成像具有成像時間長，數(shù)據(jù)處理量大等缺點。成像時間過長一方面會使得病人的焦慮度增加進而影響聲輻射力彈性成像的結(jié)果。另一方面，過長的成像時間還會大大增加超聲換能器由于溫度升高而燒壞的風(fēng)險。這大大增加了超聲設(shè)備不穩(wěn)定運行的風(fēng)險。為此本文提

3、出了一種基于GPU(Graphic Process Unit)的聲輻射力彈性成像的方法。具體研究內(nèi)容如下。
　?、俳榻B了本文的研究背景及意義，具體闡述了國內(nèi)外超聲實時成像的發(fā)展現(xiàn)狀，并挑選超聲實時彈性成像中的一個模塊位移估計說明了超聲實時彈性成像的問題。最后本文總結(jié)了超聲實時彈性成像遇到的問題和挑戰(zhàn)，引出了本文將采用的實時成像方法。
　?、诤喴榻B了聲輻射力彈性成像相關(guān)的背景知識，綜合近年來前人對聲輻射力彈性成像位移估計，插

4、值計算，剪切波速度估計模塊實現(xiàn)方法進行分析。得出聲輻射力彈性成像算法的優(yōu)勢并詳細介紹該算法的各個模塊。
　?、酆喴榻B相關(guān)GPU和CUDA方面的基礎(chǔ)知識并對上述算法各個模塊的并行性進行分析。針對傳統(tǒng)時域互相關(guān)算法數(shù)據(jù)重用率低、計算復(fù)雜度高等缺點，提出了一種窗口迭代型互相關(guān)并行算法并用GPU對其進行了實現(xiàn)。最后給出了聲輻射力彈性成像算法各個模塊的具體實現(xiàn)。
　?、軐β曒椛淞椥猿上竦母鱾€模塊分別使用CPU的方式和GPU的方式進