医学超声成像系统中多普勒的信号处理及实现

发布时间：2022-10-08 15:14

　　血流动力学信息作为人体中不可忽视的生理数据,在身体健康检测、临床诊断和手术治疗中具有重要的作用。相比与其他的血流成像方式,超声多普勒具有实时、无伤的特点,其能准确的测量血流信息并进行显示。因此研究多普勒模式,提升多普勒模式的处理精度及成像效果具有重要意义。本文主要研究医学超声成像系统中多普勒的信号处理及实现,具体工作如下:首先,基于FPGA设计了超声多普勒前端,一方面,实现了正交解调算法,采用基于CORDIC算法的DDS方法减少了相位截断误差,流水线方式的使用优化了FIR滤波器模块的时序,提高了其性能。另一方面,设计了一种多普勒模式的系统架构,该架构能在保证图像帧频的情况下实现B模式、CDFI模式和PW模式。其次,在彩色多普勒算法中,研究了壁滤波算法、自相关算法、优先编码和彩色多普勒后处理。在壁滤波器算法方面,研究了投影初始化的IIR滤波器和多项式回归滤波器。用彩色多普勒算法处理了实际人体多普勒数据,并展示了彩色多普勒算法中每个过程的处理结果。在脉冲多普勒算法中,研究了频谱分析算法和壁滤波器,壁滤波器处理后,频谱分析算法能成功提取血流信号的功率谱。对实际人体多普勒数据处理得到了脉冲多普... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
第2章 基于FPGA的超声多普勒的前端设计与实现
    2.1 引言
    2.2 多普勒系统结构
    2.3 正交解调的设计与实现
        2.3.1 多普勒系统的信号解调技术
        2.3.2 本振信号的生成
        2.3.3 FIR滤波器的设计与实现
        2.3.4 正交解调模块的实现及仿真验证
    2.4 超声多普勒模式扫查功能的设计与实现
        2.4.1 多普勒模式的扫查方式
        2.4.2 多普勒系统架构的设计
        2.4.3 多普勒模式状态机的设计
        2.4.4 多普勒模式扫查功能的仿真验证
    2.5 本章小结
第3章 彩色多普勒算法的研究
    3.1 引言
    3.2 彩色多普勒成像处理
    3.3 彩色多普勒壁滤波算法的研究
        3.3.1 超声多普勒信号的分析
        3.3.2 基于初始化的IIR滤波器
        3.3.3 多项式回归型滤波器
    3.4 自相关算法原理
    3.5 优先编码
    3.6 彩色多普勒后处理
    3.7 真实数据的彩色多普勒算法处理
    3.8 本章小结
第4章 脉冲多普勒算法的研究
    4.1 引言
    4.2 脉冲多普勒算法的原理
    4.3 频谱分析算法的研究
    4.4 脉冲多普勒壁滤波器的研究
    4.5 真实数据的脉冲多普勒算法处理
    4.6 本章小结
第5章 基于Hankel框架的杂波滤波算法的研究
    5.1 引言
    5.2 Hankel-SVD杂波滤波算法
    5.3 基于双线性模型的Hankel框架
    5.4 仿真与分析
        5.4.1 仿真模型的建立
        5.4.2 仿真结果分析
    5.5 实际血流成像实验
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]社会经济地位对中老年人口慢性疾病患病的影响分析——以心脑血管疾病和慢性呼吸系统疾病为例[J]. 夏翠翠,李建新.  人口学刊. 2018(03)
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[3]一种基于奇异值谱加权的超声彩色多普勒成像杂波抑制算法[J]. 王录涛,吴锡,金钢,邹见效.  电子学报. 2016(06)
[4]一种基于多核DSP的人体颈动脉超声成像算法的实现[J]. 冯超,赵映重,乐美卿,刘相,刘家树.  现代电子技术. 2016(02)
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博士论文
[1]超声彩色血流成像中血流信号提取方法研究[D]. 沈志远.哈尔滨工业大学 2014

硕士论文
[1]基于zynq高性能RTU的开发与设计[D]. 钟汉华.华东交通大学 2017
[2]面向运动强度监测的经颅多普勒超声软件系统开发[D]. 李俊达.哈尔滨工业大学 2017
[3]彩色多普勒血流成像中流速估计模块设计与实现[D]. 熊秀娟.西南科技大学 2015
[4]基于LabVIEW的三维超声成像方法研究[D]. 杨佳丽.华中科技大学 2015
[5]以家庭为单位的社区医疗系统[D]. 徐露.北京交通大学 2012
[6]脉冲超声多普勒系统前端电路及信号处理的研究[D]. 周佩璠.天津大学 2009



本文编号：3687944