合成接收孔径超声成像前端系统设计及实现

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1、浙江大学硕士学位论文合成接收孔径超声成像前端系统设计及实现姓名：毕永年申请学位级别：硕士专业：生物医学工程指导教师：汪元美2003.5.30浙江大学硕士学位论文摘要合成孔径聚焦声成像是上个世纪七十年代发展起来的一种超声成像技术，合成孔径聚焦技术(sA丌)是经典的合成孔径方法，但是图像重建的算法复杂，实时性较差；回波信号的SNR不高，噪声很大。合成接收孔径是利用全孔径发射，子孔径接收的成像方式。这种方法可以实现利用较少的接收通道实现较大的接收孔径，提高图像的横向分辨率。在对国外合成孔径技术的研究分析基础上，我

2、们设计开发了实现接收孔径合成的全数字式前端系统，包括数字发射以及全数字波束合成器，在开发样机上实现了实时合成接收孔径成像。本文将对合成孔径的基本概念、合成接收孔径成像原理进行介绍，论述合成接收孔径成像前端系统中硬件、软件的设计，描述了前端系统全数字式超声波的发射、接收过程及其实现。采用FPGA设计全数字式的波束合成器实现孔径的合成。／(在实验样机上对体模进行对比试验成像，结果表明系统较好的解决了合成孔径带来帧率下降的问题，提高了系统成像的横向分辨率，降低了系统的设计成本，^关键词：超声成像、合成接收孔径数字

3、波束合成器、横向分辨率／，塑垩盔兰堡：生兰笪笙苎一一一．ABSTRACTThesyntheticaperturefocussoundimagingWaSdevelopedsince1970’．Syntheticaperturefocusingtechnique(SAFT)istheclassicalsyntheticaperturemethod，whereeachtimeonlyasingleelementisusedfortransmissionandreceptionButtheimagingrecon

4、structiveprocesstakestoolongtobeappliedinpracticalapplicationssuchasmedicalnondestructivetesting．Inordertoincreaseframerateandlateralresolutionandreducethecostandcomplexityoftheimagingsystems，SyntheticReceiveAperture(SRA)imagingwasproposed．Inthisproject，we

5、designeddigitizedfrom-endanddigitalbeamformerbasedonthestudyofrealtimeSRAimagingsystem．AprototypeofdigitalB·modeultrasoundSPAimagingsystemhasbeenimplementedsuccessfully．TherealtimeSRAimagingfront-endsystemincludinghardwareandsoftwaredesignWasdescribedinthi

6、spaper．InordernottodecreasethefralTlerate，thereceiveapertureWasdividedtworeceivesubaperture．WehaveconstructedadigitalbeamformerbyutilizingFPGAtorealizethedynamicfocusinganddynamicapodization．ThispaperpresentstheexperimentresultsobtainedfromtheSRAsystem．The

7、experimentresultshowsthatthesystemCanimprovethelateralresolutionandtheframerateisacceptedinrealtimeimagingsystem．TheapplicationofthissystemCannotbeunder-estimated．Keyword：ultrasoundimaging，syntheticreceiveaperture，digitalbeamformer，lateralresolution．3-浙江犬学

8、硕士学位论文第一章课题背景与研究现状1．1超声诊断技术及设备的发展与方向近一、=十年来，由于高科技迅速向医学领域渗透，医疗设备获得了飞跃的发展。超声诊断技术，是以超声波为信息载体，用以探查与提取人体的生理或诊断信息，它具有安全、无痛、适用面广、直观、可重复检查、操作方便、价廉及对软组织鉴别力强等一系列优点，在当前的医学四大影像诊断技术中，已占有非常重要的地位，被广泛用于临床诊断、计划生育及康复保健等领域。超声诊断