收藏本站
《清华大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

后向散射超声无损测温设备关键技术的研究与实现

徐海东  
【摘要】:超声无损测温是一个集超声学、生物医学、热学、电子学、计算机科学、 图像学、数学等众多领域在内的多学科交叉的前沿课题,不仅有着巨大的应用 需求,而且与 EIT、X-CT、MRI、微波等其他测温技术相比,拥有相当多的技术 积累和优势。 本论文以全身灌注热疗治癌为背景,以后向散射超声无损测温为目标,从 测温模型和算法、测温仪设计与实现、离体和动物实验等各方面,探索出有效 的超声无损测温方案,并指出在拥有高性能超声测温仪、基于先验知识的高效 时移算法的前提下,超声测温将在组织定征参数 Km较小的组织首先临床实用。 本论文全面分析了建立在生物组织离散随机介质模型下的后向散射超声时 移、频移测温模型,确立了时移模型的优势地位。从图像处理分析的角度提出 了一种新的二值图像模糊跟踪算法(BIFT),进行了理论推导,并与互相关算法 (CCA)和自回归功率谱密度(AR-PSD)算法做了比较。与传统的 CCA 技术相比, BIFT 在空间分辨率和记忆力、计算量、算法收敛性和抗噪性上都有明显改善。 BIFT 已成功地应用于超声时移测温仿真和离体实验。 为了得到丰富的超声原始射频回波信息,传统的超声诊断仪不能满足超声 测温模型和算法对超声测温仪提出的高采样率、高信噪比的要求。因此本论文 研制了基于 PC 的全数字化 A/B 型超声无损测温仪,包括超声探头的选择、测温 仪整体考虑、全数字化超声、高采样率高增益高信噪比放大电路、频率自适应 等关键技术,并给出了基于 A/B 两种不同探头的设计实例。本论文研制的超声 测温仪可以满足时移、频移和能量模型等任何超声脉冲回波式测温系统的需要。 本论文通过数据仿真、水温实验、离体实验、组织定征以及动物实验等各 个环节,提出了一套实用的超声无损测温临床方案。研究发现,与加热模式和 目标尺寸等先验知识相关的时移拟合阶次、超声测温仪的采样率和信噪比、组 织定征参数 Km 是直接影响温度评估精度的三大因素;提出了超声测温标记法, 并考虑了临床运动补偿、人体热模型和人体解剖模型;给出了超声测温仪的最 小采样帧率判据以及猪肝的 Km 值。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH811

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏雅琴,吴水才,马蓉,彭见曙;用双超声脉冲法测量生物介质的非线性参数B/A[J];北京生物医学工程;2001年04期
2 张旭,赵富强;一种用双频率超声进行体内无创测量的方法研究[J];北京生物医学工程;1999年02期
3 吴水才,夏雅琴,贾丽芹,彭见曙;测量人体温度的双脉冲超声波传感系统[J];传感器技术;2001年04期
4 汤孟兴,董秀珍,秦明新,王志敏,付峰,史学涛;动态电阻抗断层成像反投影算法的仿真研究[J];第四军医大学学报;1997年01期
5 钱国军,陈汉,吴胜佩,李侠,吴孟超;经皮穿刺氩氦刀冷冻治疗肝癌56例临床分析[J];腹部外科;2003年01期
6 王钲旋,李志林,庞云阶;一个二值图像连通成份标记的快速算法[J];工程图学学报;1998年03期
7 吴水才,白燕萍,南群,夏雅琴;癌热疗中超声无创测温方法的研究[J];国外医学.生物医学工程分册;2002年01期
8 吉书鹏,丁晓青;机载多传感器实时图像跟踪系统研究[J];红外技术;2002年04期
9 张桂林,曹伟,李强,陈益新;实时标记的多目标图像跟踪器[J];华中理工大学学报(社会科学版);1994年05期
10 刘关松,吕嘉雯,徐建国,高敦岳;一种新的二值图像标记的快速算法[J];计算机工程与应用;2002年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈玉,温阳东;分布式配电自动化系统的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期
2 范恩强;李洪文;;远距离、大空间火灾预警系统介绍[J];安防科技;2008年05期
3 朱凌云;陈少春;;智能楼宇的指纹门禁系统[J];安防科技;2009年07期
4 贺良飞;刘从跃;;基于FPGA/CPLD的UART功能设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年02期
5 安宗权,汪云祥;PCB排版对提高单片机应用系统可靠性的研究[J];安徽工程科技学院学报;2002年03期
6 王锐;蒋凉;高峰;何晓雄;;激光技术在无损检测领域中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年05期
7 余国英,李华云,张红,萧嗥玲;中药颗粒配制自拟降脂饮治疗老年脂肪肝51例[J];中医药临床杂志;2005年02期
8 宋承杰;;关于数字键控频率切换的探讨[J];安徽文学(下半月);2009年07期
9 吴金辉;陈钟荣;;USB 3.0控制器μPD720200的特点及应用研究[J];现代农业科技;2011年12期
10 袁华民 ,吕英华;短波发射台控制设备的抗干扰技术[J];安全与电磁兼容;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李正平;徐超;陈军宁;吴瑞生;;基于PCI9052的A/D和D/A数据采集卡的设计[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 麻晓永;龚静康;陈洪;;采用SOPC技术的信号处理板硬件设计[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
3 张鑫;许录平;;全数字锁相环的设计与分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
4 许金森;胡翔龙;潘晓华;郑淑霞;;经脉线与非经脉线热灸规律探讨[A];2011中国针灸学会年会论文集(摘要)[C];2011年
5 杨林枝;李全禄;姬艳红;耿洁;王胜利;蔡春芳;;医用超声换能器及其性能指标分析[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
6 任萍;刘静;;可加热服装技术研究进展[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
7 文友先;赵章风;刘俭英;余礼明;倪开基;;凝乳切割时间自动控制研究[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会第五届学术年会论文集[C];1998年
8 姜大龙;曾东;王月忠;李少洪;;SAR数据记录和回放接口的设计与实现[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
9 宋兆季;;加热炉温度模糊控制器的研究[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
10 陈萌;叶桦;达飞鹏;;自动售货机主控制器及执行机构的设计与实现[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马云;激光超声技术及其在高压声速测量中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 贲晛烨;基于人体运动分析的步态识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姜国强;弓网滑动电接触摩擦磨损行为研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 关丽娜;直接连接法制备携尿激酶RGDS造影剂微泡靶向溶解在体血栓的实验研究[D];新疆医科大学;2010年
5 龚玮;皮肤选择性光热解效应与光疗及热损伤的评估方法和技术[D];福建师范大学;2010年
6 孙平;高频医学超声成像系统的研究与设计[D];武汉大学;2009年
7 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 王兴家;基于4D-CT数据的心脏重构方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 潘文宇;一种新型MRI谱仪的设计及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 杨荣根;长输石油管道泄漏检测与定位技术研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
3 张颜艳;奥氏体不锈钢组织超声无损评价研究[D];南昌航空大学;2010年
4 王岩庆;高校用水计量与远程抄表管理系统的设计[D];山东科技大学;2010年
5 赵杰;基于无线传输的主井绞车温度监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
6 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
7 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
8 李宜娟;基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究[D];长春理工大学;2010年
9 李华北;基于数字图像技术在土木结构物损伤裂缝检查应用的研究[D];郑州大学;2010年
10 闫攀;SATA硬盘阵列的研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏雅琴,马蓉,彭见曙;热疗中组织温度的超声监测──装置部分:一个双超声脉冲回波测量系统[J];北京工业大学学报;1999年04期
2 刘学东,贾玉林,孔昊;相关算法中跟踪稳定性问题的研究[J];红外与激光工程;1998年01期
3 李宗杰 ,张建森 ,张桂林;实时电视跟踪系统[J];华中工学院学报;1985年04期
4 张树生;一种基于线的标号传播二值图象连通体快速检测方法[J];计算机研究与发展;1994年10期
5 李强,张桂林;二值图象标记的一种快速算法[J];计算机学报;1989年03期
6 杨一鸿;王鸿樟;;超声CT法无损测温[J];上海交通大学学报;1993年06期
7 于洪斌,王鸿樟;基于时频分析的反射超声无损测温新方法[J];上海交通大学学报;1999年10期
8 王鸿樟,丁缨,范华,于洪斌;治癌中超声加热引起的人体内温度场模拟[J];上海交通大学学报;1995年02期
9 于洪斌,王鸿樟;无混迭的离散维格纳分布[J];上海交通大学学报;1997年06期
10 牛金海,王鸿樟;Wigner-Ville分布法估计生物组织散射元平均间距[J];生物物理学报;1999年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马蓉;利用超声非线性参数测量介质温度的研究[D];北京工业大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 饶炯辉;葛卫龙;朱东华;杨克成;夏珉;;基于后向散射的光尾流探测系统[J];海军工程大学学报;2008年04期
2 何香云;;利用光纤后向散射探测故障位置[J];航空电子技术;1984年02期
3 王宏山,杨军,范家骏,杨春智,段新民;激光后向散射法红细胞聚集仪器的研制[J];中国医疗器械杂志;1997年02期
4 石勇;玄一民;逄妍立;石敏;;舰船尾流气泡层散射相位函数的计算与分析[J];舰船电子工程;2010年10期
5 朱东华;张晓晖;夏珉;饶炯辉;顾建农;;激光尾流制导后向散射信号的仿真[J];鱼雷技术;2010年06期
6 马红;导弹用近程传感器[J];探测与控制学报;1989年01期
7 冷洁;;水下光学成像系统的研究现状和展望[J];激光杂志;2008年01期
8 崔冬;李铁;闫炜;;涂漆金属等几种目标的后向散射激光偏振特性[J];探测与控制学报;2009年02期
9 张俊荣;;毫米波、亚毫米波遥感[J];遥感技术与应用;1992年04期
10 张振利,倪维立;缝隙及其与边缘的相互作用对目标散射的影响[J];电波科学学报;2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 江芳;;后向散射方法反演臭氧的波段选取[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十八次学术会议论文集(下册)[C];2005年
2 徐赤东;纪玉峰;;后向散射式激光能见度仪的研制[A];第26届中国气象学会年会第三届气象综合探测技术研讨会分会场论文集[C];2009年
3 杨述斌;彭复员;;水下激光成像系统设计及实验[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
4 王英鉴;张仲谋;;大气臭氧总量的紫外后向散射测量[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十次学术会议论文集[C];1997年
5 张大伟;李国华;;混浊介质180°后向散射特性研究系统中的米勒矩阵[A];2002年中国光学学会年会论文集[C];2002年
6 蒋萧村;王双义;林殿阳;赵晓彦;吕志伟;;宽带KrF激光泵浦SF_6产生的后向散射现象的实验研究[A];江苏、山东、河南、江西、黑龙江五省光学(激光)联合学术'05年会论文集[C];2005年
7 谭克俊;刘雪莲;李原芳;黄承志;;后向光散射分析技术及其在体液氯分析中的应用[A];第八届全国发光分析暨动力学分析学术研讨会论文集[C];2005年
8 黄勇;邓甲昊;陈建平;;水下激光引信探测及距离选通技术研究[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
9 江芳;;紫外后向散射测量大气臭氧含量的反演方法[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年
10 李丽;高稚允;王霞;金伟其;高岳;;距离选通成像系统分辨力模拟测试装置设计[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报驻华盛顿记者  徐启生 吴建友;美国机场X光安检受质疑[N];光明日报;2007年
2 本报记者;数字高清时移电视双向互动视频点播信号即将正式开通[N];忻州日报;2010年
3 孔令男;ESS推出时移功能DVD录像机[N];中国电子报;2003年
4 本报记者 王慧娟;“易”法应时移 蓄势以待春[N];上海证券报;2011年
5 记者 申琳;打击盗版不再“以罚代刑”[N];人民日报;2005年
6 记者 吴平;一个手术 换了肝肾又换胃[N];新华每日电讯;2003年
7 本报记者 舒晋瑜;白烨:当下文坛的时移俗易[N];中华读书报;2010年
8 北京天石科技有限责任公司;天时移动充值安全解决方案[N];中国计算机报;2003年
9 本版编辑  记者 执一  企通社;面向2008 厦华“蓝极”液晶电视上市[N];中国电子报;2007年
10 记者 杨庆广;奥运拉动IPTV发展 效果尚待市场检验[N];中国电子报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐海东;后向散射超声无损测温设备关键技术的研究与实现[D];清华大学;2004年
2 邓勇;上皮组织形态特征识别中的偏振方法研究[D];华中科技大学;2005年
3 吴学成;多相流颗粒运动特性的激光测试技术研究[D];浙江大学;2007年
4 许晓军;气动光学的工程研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
5 张秀达;新型三维主动光学成像理论与系统研究[D];浙江大学;2008年
6 徐效文;应用激光主动成像探测小暗目标的技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
7 杨凌霞;TDPO关键技术及TDPO/FDTD混合算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
8 王禹;地面目标宽带电磁散射特性研究[D];国防科学技术大学;2005年
9 林宏;海洋悬浮粒子的米氏散射特性及布里渊散射特性研究[D];华中科技大学;2007年
10 杨新;极化SAR图像的分割和分类算法研究[D];电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘集毅;基于后向散射的战场化学毒剂激光侦测技术研究[D];电子科技大学;2011年
2 韩彪;舰船尾流后向光学检测方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 佘宇挺;水下微光成像技术与系统研究[D];南京理工大学;2007年
4 黄茜;粗糙表面后向散射光的退偏振特性研究[D];南京理工大学;2010年
5 钱鑫;后向散射式烟尘浓度测量技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6 李霖峰;光后向散射法测量烟尘浓度的理论与实验研究[D];山西大学;2006年
7 李建;水下图像后向散射噪声的去噪问题研究[D];中国海洋大学;2009年
8 徐兰青;后向散射Mueller矩阵数值模拟及实验方法在散射介质光学特性识别中的应用[D];福建师范大学;2005年
9 毕晔海;基于矩量法的电大尺寸目标局部照射下散射特性研究[D];电子科技大学;2006年
10 吴志波;高重复率人卫激光测距的研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026