生物軟組織彈性特性的測量與表征.pdf

1、超聲組織的表征是七十年代以后在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的一個研究熱點.它主要是通過處理軟組織在應(yīng)力作用下利用超聲回波信號提取軟組織彈性特性參數(shù),獲得反映軟組織特性的聲彈性圖一種方法.彈性估計的關(guān)鍵在于對應(yīng)力作用下的應(yīng)變估計.以此為基礎(chǔ),目前在這一領(lǐng)域已經(jīng)提出許多算法,但是估計效果不盡相同.盡管在理論研究上取得巨大進步,但是在國內(nèi)還沒有關(guān)于能夠應(yīng)用于臨床診斷的便攜式儀器報道.因此,有必要設(shè)計一種便攜式超聲軟組織彈性特性測試儀,以證明其在實際應(yīng)用

2、的可行性.該論文完成了這種便攜式儀器的設(shè)計,并且完成超聲的發(fā)射、數(shù)據(jù)采集電路的軟硬件調(diào)試.為了驗證目前研究領(lǐng)域中的估計算法的有效性,該文還對幾種目前來說比較典型應(yīng)用的算法進行了比對,并由此計算出不同算法下得到的生物軟組織彈性特性參數(shù),以比較定量檢測軟組織病變時的差別.這種便攜式儀器的設(shè)計與開發(fā),是以DSP作為中央處理器,利用目前普遍應(yīng)用的CPLD技術(shù)實現(xiàn)的.為實現(xiàn)超聲與應(yīng)力數(shù)據(jù)的實時采集,采用了直接存儲器尋址模式(DMA)來完成數(shù)據(jù)采集

3、(DAQ).為了評定彈性估計算法的差別,該文在實驗室已有的條件下,設(shè)計和開發(fā)的基于PC機的超聲軟組織彈性系數(shù)測量系統(tǒng),實現(xiàn)超聲信號和壓力信號的接收和調(diào)理,及兩路信號的同步采集及實時顯示.對于應(yīng)力作用下的應(yīng)變估計,目前應(yīng)用比較廣泛的是互相關(guān)估計法,即通過壓縮前后回波的互相關(guān)最大值對應(yīng)的時間點實現(xiàn)應(yīng)變估計,該文對這種算法的最大值估計過程做了一定的改進.另外,該文使用了一種新的算法來減小互相關(guān)引起的誤差.最后,對這些算法進行了實驗分析與比對.