用于醫(yī)學(xué)超聲成像的編碼信號研究.pdf

1、常規(guī)的醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)采用單載波、短脈沖，存在信噪比差、無法解決分辨力與穿透力的矛盾等問題。采用編碼信號可以解決這些問題。
　　 目前用于醫(yī)學(xué)超聲成像的常用編碼信號，都存在不足之處，而且國內(nèi)外關(guān)于此方向的研究較少，所以尋找新的具有良好相關(guān)性和實(shí)用性的編碼信號就尤為重要。這方面的研究主要面臨三個(gè)難題。第一：尋找最佳編碼信號；第二：尋找能夠適應(yīng)人體組織這個(gè)傳播媒質(zhì)的編碼信號；第三：編碼要同時(shí)保持好的自相關(guān)性與互相關(guān)性。
　　

2、 論文的目的在于對用于醫(yī)學(xué)超聲成像的編碼信號進(jìn)行較系統(tǒng)地研究，解決編碼信號研究中面臨的三個(gè)難題，重點(diǎn)研究第三個(gè)難題的解決方案；并結(jié)合通信領(lǐng)域相關(guān)的、先進(jìn)的研究成果，突破現(xiàn)有時(shí)域編碼與脈沖壓縮機(jī)制的限制，為編碼信號的研究提出一些新的思路。
　　 目前用于醫(yī)學(xué)超聲成像的編碼信號，僅為簡單的二進(jìn)制編碼和線性調(diào)頻信號。為了取得性能優(yōu)異的編碼信號，我們給出了多種調(diào)制方式結(jié)合和多種編碼形式結(jié)合的研究思路；并將Costas信號引入醫(yī)學(xué)超聲中來

3、，對其在醫(yī)學(xué)超聲成像中的適應(yīng)性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 醫(yī)學(xué)超聲成像過程中，人體組織內(nèi)很強(qiáng)的頻率相關(guān)衰減對編碼信號的影響很大，特別是對具有理想的圖釘型模糊函數(shù)的信號，這種影響最為明顯?；诖?，我們對頻率相關(guān)衰減存在時(shí)，仍然具有良好脈沖壓縮輸出的波形進(jìn)行了特性分析與總結(jié)。接著我們提出了用于醫(yī)學(xué)超聲成像的一種新的編碼方式“交錯(cuò)碼”。因?yàn)槟壳斑€沒找到更好的構(gòu)造算法，沒有深入研究。
　　 在采用編碼信號的醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)中，為了

4、同時(shí)滿足自相關(guān)性與互相關(guān)性，我們提出二次編碼的方案：將兩種特性需求分開實(shí)現(xiàn)，一種機(jī)制來保證良好的自相關(guān)特性，另一種機(jī)制來保證良好的互相關(guān)特性。這為我們下面的研究提供了方向。
　　 依據(jù)二次編碼的思路，我們提出了交錯(cuò)方法來減少干擾，保證互相關(guān)性能。將交錯(cuò)方法作為保證互相關(guān)的一種機(jī)制，是本論文的重要?jiǎng)?chuàng)新，所以進(jìn)行了重點(diǎn)研究，提出了兩種設(shè)計(jì)方案。首先，我們提出了采用交錯(cuò)方法來減少多孔徑之間的干擾的成像方案。通過理論研究與實(shí)驗(yàn)，采用交錯(cuò)

5、方法，得到的互相關(guān)的減少與循環(huán)的次數(shù)成正比；對任意編碼信號，適當(dāng)?shù)慕诲e(cuò)值都會(huì)有效地減少互相關(guān)。其次，采用交錯(cuò)方法提出了一種設(shè)計(jì)，來消除血流成像中因提高脈沖重復(fù)頻率而引起的干擾。
　　 編碼性能的好壞，往往要與具體應(yīng)用結(jié)合來分析。所以論文的最后，我們將Golay編碼用于時(shí)移法血流測量系統(tǒng)，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。此設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了Golay編碼的優(yōu)勢，相對傳統(tǒng)單載波脈沖機(jī)制取得更好的性能。
　　 上述編碼信號的研究表明：編