基于调频连续超声多普勒血流测试方法研究

发布时间：2017-07-03 20:00

  本文关键词：基于调频连续超声多普勒血流测试方法研究

  更多相关文章： 调频连续波 超声多普勒 血流速度 混沌调频 信号处理

【摘要】：研究安全、有效并且功能完善的人工心脏是解决心脏病的一项重要科研发展方向。对人工心脏植入前实验阶段的性能参数测试是人工心脏研究工程中必不可少的步骤。建立人工心脏的血流参数测量系统对人工心脏适应于实验或人体循环的生理需要，保障其可靠性有重要意义。 本文针对超声多普勒血流测量方法研究，构建人工心脏的血流参数测试系统。针对普通连续波超声多普勒血流测试方法无法提供距离信息，，及脉冲波多普勒血流测试方法可测速度受频率混淆限制，同时信噪比差的问题，提出基于调频连续波的超声多普勒血流速度测量方案，主要进行了以下几个方面的研究工作： 1、采用调频连续波作为超声多普勒血流速度测试系统的发射信号，完成血流速度测量的理论分析并且验证其可行性； 2、分别对正弦调频连续波与随机调频连续波进行研究与分析讨论，提出基于混沌调频连续波测量方法，并通过计算机仿真验证其有效性，之后进行了系统电路设计。在理论上解决了基于普通连续波、脉冲波以及等幅调频连续波等方法的超声多普勒血流速度测量系统的不足，为新的测量系统研制提供了方向； 3、针对血流多普勒信号的特点，采用小波域值法对信号降噪、短时傅里叶变换法获取血流多普勒信号频谱信息，最后应用最大距离法提取多普勒信号频谱包络，为多普勒血流测试系统的后续信号处理提出了一定的方法。 通过理论分析和仿真验证可知调频连续多普勒血流测量方法能够产生具有距离信息的高信噪比多普勒信号，以及在此基础进一步分析验证随机调频连续多普勒测量方法可解决距离模糊的问题，最后设计系统硬件电路和给出了血流信号处理方法。
【关键词】：调频连续波 超声多普勒 血流速度 混沌调频 信号处理
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 1. 绪论14-20
• 1.1. 研究背景14-15
• 1.2. 研究意义15-16
• 1.3. 超声多普勒血流测量法的研究现状与趋势16-17
• 1.4. 本论文的主要研究内容17-20
• 2. 超声多普勒血流检测的基本理论20-31
• 2.1. 超声多普勒效应测血流速度原理20-26
• 2.1.1. 超声多普勒效应20-22
• 2.1.2. 血液对超声波的散射22-23
• 2.1.3. 超声波的波束23-24
• 2.1.4. 空间脉冲响应回波24-26
• 2.2. 血流量与血流速度26-28
• 2.3. 血流量反馈控制人工心脏28-29
• 2.4. 本章小结29-31
• 3. 基于混沌调频连续波血流测量原理31-39
• 3.1. 调频连续波信号特征的研究31-32
• 3.1.1. 正弦调频连续波31
• 3.1.2. 随机调频连续波31
• 3.1.3. 混沌调制调频连续波31-32
• 3.2. 超声多普勒血流检测技术32-38
• 3.2.1. 连续多普勒血流检测技术32-34
• 3.2.2. 脉冲多普勒血流检测技术34-36
• 3.2.3. 于混沌调频连续波血流检测技术36-38
• 3.3. 本章小结38-39
• 4. 多普勒血流信号建模与系统仿真验证39-49
• 4.1. 超声多普勒血流信号的计算机仿真39-42
• 4.1.1. 超声多普勒血流信号的合成模型39-40
• 4.1.2. 计算机的仿真结果40-42
• 4.2. 基于调频连续波测量方法仿真验证42-48
• 4.2.1. 基于正弦调频连续波测试方法的仿真及分析42-44
• 4.2.2. 基于混沌调频连续波测试方法的仿真及分析44-46
• 4.2.3. 基于噪声调频连续波测试方法的仿真及分析46-48
• 4.3. 本章小结48-49
• 5. 基于调频连续多普勒系统的硬件电路设计49-64
• 5.1. 超声多普勒系统前端信号处理的设计考虑49-50
• 5.2. 原系统电路设计50-51
• 5.3. 改进多普勒血流测量系统电路设计51-63
• 5.3.1. 超声换能器53-54
• 5.3.2. 超声发射模块电路54-55
• 5.3.3. 超声接收模块电路55-58
• 5.3.4. 正交解调模块58-62
• 5.3.5. 信号输出模块电路设计62-63
• 5.4. 本章小结63-64
• 6. 多普勒血流信号处理方法研究64-73
• 6.1. 超声多普勒血流信号波形64-65
• 6.2. 超声多普勒血流信号小波阈值降噪处理65-67
• 6.3. 短时傅里叶变换频谱分析法67-68
• 6.4. 多普勒血流信号频谱包络提取68-70
• 6.5. 心动周期轴流血泵电机输出功率曲线70-71
• 6.6. 本章小结71-73
• 7. 结论73-77
• 7.1. 主要工作总结73-74
• 7.2. 本文主要创新点74-75
• 7.3. 进一步研究内容75-77
• 参考文献77-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果84-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李世阳;杨明;蔡萍;;人工心脏的测控技术及其研究进展[J];北京生物医学工程;2007年02期

2 张贺龙;邸旭;石晓光;郑峰;宦克为;;基于小麦近红外漫反射光谱的小波阈值去噪方法研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年04期

3 祝林啸,吴嗣亮;一种调频信号数字正交解调方法[J];电讯技术;2005年04期

4 杜川华,龚耀寰;LFMCW雷达的距离/多普勒处理[J];电子科技大学学报;2004年01期

5 李天钢;王素品;李坤阳;;超声多普勒血流自小波相关分析及STFT方法的对比研究[J];电子学报;2006年10期

6 吕婧;顾红;苏卫民;;噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测[J];电子与信息学报;2010年02期

7 白明柱;莲花;;超声波多普勒效应的应用[J];硅谷;2010年07期

8 John Scampini;;超声成像系统的设计考虑[J];电子产品世界;2010年11期

9 叶金来,黄洁,江桦;中频信号正交解调原理与实现[J];福建工程学院学报;2004年02期

10 卓忠雄;彩色多普勒血流显像技术研究进展[J];临床超声医学杂志;2002年04期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 朱启兵;基于小波理论的非平稳信号特征提取与智能诊断方法研究[D];东北大学;2006年

2 蒋飞;连续混沌调频雷达的波形设计和信号延迟[D];南京理工大学;2009年

3 谢绍斌;载波调制混沌雷达信号理论研究[D];电子科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 辛海涛;锯齿波FMCW汽车防撞雷达信号处理系统研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 李殿坤;心血管血流动力学专家检测系统的研究[D];北京工业大学;2001年

3 吴勇;基于小波的信号去噪方法研究[D];武汉理工大学;2007年

4 王晓春;眼部血流多普勒信号的检测与研究[D];中国协和医科大学;2007年

5 韦力强;基于小波变换的信号去噪研究[D];湖南大学;2007年

6 江洁;三角波线性调频连续波雷达测距仪[D];南京理工大学;2009年

  本文关键词：基于调频连续超声多普勒血流测试方法研究

  更多相关文章： 调频连续波 超声多普勒 血流速度 混沌调频 信号处理

本文编号：514952