收藏本站
《复旦大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于软件无线电的编码激励超声血流检测系统的研究

肖杨  
【摘要】:医学超声检测系统具有无损、价廉、实时的优点,被广泛应用于人体血流动力学参数测量领域,对生理研究和疾病诊断都具有重要价值。近年来,随着工程电子、信号处理、半导体集成电路等现代高新技术的迅速发展,提高血流测速分辨力、改善回波信噪比、增强系统的灵活性,实现系统的智能化和小型化成为医学超声检测领域的研究热点。 论文深入研究了超声血流检测中涉及到的若干关键性问题,提出了一套完整的系统解决方案。采用软件无线电思想和编码激励技术来改进传统超声系统的硬件平台,并配以高性能的流速估计方法,用以实现血流速度剖面的定量测量。论文的创新性工作包括了硬件平台和软件算法两个部分的内容,主要概括如下: 1)将软件无线电思想引入到系统平台构建中,将高速模数转换推进到超声接收电路的最前端,直接对未经解调的超声射频回波信号进行采样量化,使得大部分的系统功能完全由软件实现。同时,采用了现代集成电路技术和数字信号处理技术的最新成果,提出了一个稳定的、通用的全数字化硬件平台设计方案,实现了超声信号的发射、接收、采样量化和后续处理。 2)将编码激励技术引入到超声发射信号的改进中,对适用于血流检测的编码特性进行了深入剖析,从编码优选的角度出发,提出一种ZCWC码序列组,该组序列具有区域最理想的非周期自相关性和互相关性,在零相关窗内可以完全消除旁瓣。论文给出了ZCWC码序列组的构造方法并分析了采用该码测量血流速度剖面的原理,通过单反射面回波实验、混合编码回波分离实验和模拟血流测量实验验证了该码的优良特性。 3)依据超声血流散射回波信号的形成机理,提出一种更精确的分布式速度回波信号模型来描述散射子运动的时延效应,首次引入了分布参数的概念来反映测量单元内流速的分布状况。 4)针对传统窄带流速估计方法会受到中心频率偏移和短脉冲频谱展宽导致精度下降的缺点,提出了一种基于频谱特征匹配的2-DFST算法。直接对携带着原始运动信息的超声射频回波序列进行二维傅立叶变换,利用发射信号生成动态特征模板,采用简化的相关系数作为相似性度量准则进行跟踪匹配,由匹配成功后的特征点坐标得到宽带回波信号的中心频率和多普勒频移的估计,计算出流速测量值。 5)针对高轴向分辨率的实时系统需要利用小样本进行有效快速的估计的特点,提出了一种基于分布式速度回波信号模型的TVJE算法,将传统的单一速度估计问题扩展成中心速度和分布参数的二维联合估计。根据表征速度扩展程度的分布参数估计值动态调整采样容积的大小,利用扩充后的样本点估计出最终的流速剖面。实际应用中,血流散射回波信号的随机扰动对测量结果的影响超过算法本身性能的影响,尤其是在样本数较少的情况下。TVJE法首次提出分布参数作为估计的置信度准则,从另一个角度提供了提高流速估计质量的新思路。该方法可有效改善估计算法在空间非平稳信号环境下的表现,提高了利用小样本测量流速剖面的精确度和稳健度。 完成了硬件平台的搭建和软件算法的调试后,采用该系统进行了模拟血流测量实验研究。实验结果表明系统能够实现仿血液的速度剖面的定量测量,实验结果与理论分析基本一致,尤其在小样本数据时能获得良好的测量效果。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R310

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅惠民;相关系数平稳过程方法[J];机械强度;2002年03期
2 刘洁,高上凯;三维空间Doppler夹角的测量与流速校正方法的研究[J];清华大学学报(自然科学版);2002年03期
3 王威琪,余建国;关于超声血流速度的测试定标方法和系统[J];上海生物医学工程;1996年02期
4 彭旗宇,高上凯;医学超声成像中的编码激励技术及其应用[J];生物医学工程学杂志;2005年01期
5 戴焕平,冯若;血液的超声衰减研究[J];生物物理学报;1986年02期
6 李仰梅,李俊博,崔崤峣,王素品,万明习;基于血管内高频超声的血管壁组织应变成像及弹性重构[J];生物物理学报;2001年03期
7 鲁凡水;殷玲;张培青;赵兴群;;基于ARM9的超声实验仪研制[J];实验室研究与探索;2009年07期
8 陈思平,程敬之;伪随机超声多普勒血流距离选通测量的理论分析和应用[J];西安交通大学学报;1985年04期
9 温宇,万明习,王素品,钱明;超声多普勒血流信号谱组成[J];西安交通大学学报;1997年01期
10 王涛,王飞雪,郭桂蓉;理想二相编码评述[J];现代雷达;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张羽;狭窄血管超声多普勒血流信息提取方法的研究[D];复旦大学;2003年
2 赵珩;超声彩色血流成像中编码激励技术的研究[D];清华大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘亚林;几类扩频序列集合的设计与实现[D];西南交通大学;2005年
2 黄伟华;B型超声诊断仪设计及编码激励方法研究[D];浙江大学;2008年
3 鲍静;医学超声成像系统的编码激励技术研究[D];天津大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祝陈;赵虎;柯海宁;;雷达信号中频采样技术[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年02期
2 钱团结,章晓霞,陈离;软件无线电技术在数字电视中的应用[J];安徽工程科技学院学报;2002年01期
3 钟赛意,汤国辉,王善荣;功率超声波在农产品加工中应用的研究进展[J];安徽农业科学;2005年08期
4 玄红专;顾美儿;刘海娟;韩丽;;蜂王浆对离体蟾蜍心脏活动的影响[J];安徽农业科学;2006年05期
5 徐项桂;顾宁;胡翠英;;镧对大白鼠离体回肠运动的影响[J];安徽农业科学;2006年12期
6 关辉;谷新利;罗瑞卿;宋华容;李正国;张飞;;衣滞康散对胎衣不下奶牛血液流变学指标的影响[J];安徽农业科学;2009年09期
7 杨瑛;郑文轩;;超声波降解苯酚废水的研究[J];安徽农业科学;2010年34期
8 郑文轩;杨瑛;;超声与活性炭降解甲基橙溶液的研究[J];安徽农业科学;2010年36期
9 卢昌亚,李春营,李蓓;芜湖市初中生大脑机能发育差异性的初步探讨[J];安徽师大学报(自然科学版);1996年02期
10 练小君;;超声检查在新农村合作医疗健康体检中的应用价值[J];安徽医药;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马涛;陈娟;单洪;;基于DSPBuilder的数字下变频器FPGA设计[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 马涛;李东生;;单芯片可重构数字接收机的研究[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 马涛;李东生;;一种数控振荡器(NCO)的FPGA实现新方法[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
4 李娜;师芳芳;李伯权;宫俊杰;张碧星;;一种超声检测系统用发射电路的设计与实现[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
5 李志国;王振岭;;HB滤波器在数字接收机中的应用及实现[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 崔素玲;张超;杜会文;杜以涛;;时间门技术在频谱分析仪中的研究与应用[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
7 张霖;赵祚喜;张智刚;俞龙;黄健;;基于激光测距传感器的SLAM方法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
8 郭朋波;刘方洲;王希浩;;补肾健脾固冲方对未成年雌性大鼠性腺轴及前列腺素的影响[A];第十一次全国中医妇科学术大会论文集[C];2011年
9 张云电;余芳;;压电换能器和超声聚能器谐振频率数控修正方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 李毅颖;邹发彬;;超声波清洗技术在发射机维护中的应用[A];2007第二届全国广播电视技术论文集2(上)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李冀辉;以鳞片石墨为原料的多功能碳材料的制备与应用研究[D];河北大学;2009年
2 祖秉法;“北斗二号”民用软件接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张文旭;被动雷达导引头数字信道化接收机研究及实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 覃岭;无线电侦测中的阵列处理算法研究[D];电子科技大学;2010年
5 柴本银;振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究[D];山东大学;2010年
6 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
7 王斐;高能非聚焦超声照射对猪肝急性损伤效应的实验研究[D];第二军医大学;2011年
8 陈广泉;认知异构无线网络若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
9 刘义贤;认知无线电中的频谱感知技术研究[D];华南理工大学;2011年
10 李敏毅;铌酸锂高频超声换能器的研制与输出功率测量[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高慧;彩色多普勒超声对小腿穿支皮瓣血管的研究[D];南京医科大学;2010年
2 陈静颖;双能场/生物法降解废水中苯酚的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 刘义付;二维超声无磨料抛光声学系统研究[D];河南理工大学;2010年
4 刘力博;多通道动态光弹成像系统的研制[D];南昌航空大学;2010年
5 姜丽红;功率超声对流动A356熔体半固态组织的影响研究[D];南昌航空大学;2010年
6 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
7 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
8 赵越;煤矿提升容器激光定位系统设计[D];山东科技大学;2010年
9 陆智超;全数字MSK调制解调器的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王晓光;认知无线电中基于模型的频谱分配算法[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 余薇;医学超声成像技术方法学进展[J];北京生物医学工程;2001年03期
2 罗建文,白净;超声弹性成像仿真的有限元分析[J];北京生物医学工程;2003年02期
3 王艳丹;高上凯;;超声成像新技术及其临床应用[J];北京生物医学工程;2006年05期
4 任培宏;脉冲压缩信号的特点、产生及压缩方法[J];电讯技术;1999年01期
5 贺知明,黄巍,向敬成;数字脉压时域与频域处理方法的对比研究[J];电子科技大学学报;2002年02期
6 李俊博,万明习;基于遗传算法的非刚性体光流场估计方法[J];电子学报;2001年01期
7 王威琪 ,邵谦明 ,姚林鑫;用双超声束Doppler效应定量测定血流速度[J];复旦学报(自然科学版);1982年01期
8 王威琪 ,叶国凡;单边带直接分离式双向超声Doppler血流测量[J];复旦学报(自然科学版);1982年03期
9 汪源源,王威琪,邵谦明;超声多普勒信号的计算机模拟[J];复旦学报(自然科学版);1992年04期
10 汪源源,吴晓峰,王威琪;超声Doppler血流声谱参数的计算机自动分析方法[J];复旦学报(自然科学版);1993年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张羽;狭窄血管超声多普勒血流信息提取方法的研究[D];复旦大学;2003年
2 朱昊;基于软件无线电的数字ADCP信号处理系统的研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 云日升;行波型超声电动机设计制造技术研究[D];西北工业大学;2001年
2 陶广源;相位编码信号的优化设计及脉压副瓣抑制方法研究[D];西安电子科技大学;2003年
3 宋玲玲;医用电子内窥镜彩色图像畸变实时校正硬件系统的研究[D];天津大学;2004年
4 刘琳波;医用超声内窥镜探头设计及实时图像数字扫描变换的研究[D];天津大学;2004年
5 张静;脉冲压缩及其旁瓣抑制技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
6 辛雅宁;一种新型超声电源换能系统的研究设计[D];西北工业大学;2005年
7 王红梅;高分辨力超声测距方法的研究[D];山东科技大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈晓英,江小清,刘平,司芩;彩色多普勒超声在血管紧张素Ⅱ介导之肝癌化疗栓塞中的血流检测[J];中国超声医学杂志;1994年11期
2 梁新凤;彩色多普勒超声在甲状腺疾病诊断中的应用[J];中国超声诊断杂志;2003年03期
3 贾涛,王宝珍,万昭海,汤春生,石敏;二维彩色多普勒超声对子宫动脉血流检测在卵巢肿瘤诊断中的应用[J];中国超声医学杂志;1998年04期
4 王民生,陈中伟,陈峥嵘;Doppler超声在聚酯纤维小血管桥接大鼠颈总动脉后血流检测中准确性的评价[J];中华显微外科杂志;1994年02期
5 邬赟青,林仙方;多普勒超声对糖尿病视网膜中央动脉血流检测[J];中国医学影像技术;1994年02期
6 康素玲,张瑾,安艳萍,张景,荣风琴;高血压患者颅内血管血流检测的临床意义[J];河南实用神经疾病杂志;2000年04期
7 李永秀;邵中全;;经颅多普勒检测头痛的临床价值[J];中国当代医药;2010年01期
8 蒯慧玉,刘来瑾;脉络膜黑色素瘤与脉络膜脱离的超声鉴别诊断[J];眼科研究;1990年04期
9 吕尚增,许卓文,刘玉玲,王仁平,狄淑珍,田怀成;原发性高血压的肾脏超声改变及临床意义[J];中华物理医学与康复杂志;1994年02期
10 王威琪,汪源源;关于超声多普勒血流检测的正确性问题[J];上海生物医学工程;1994年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁佳明;;基于扩散光相关光谱的组织血流检测研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 朱宁;马涌泉;;彩色多普勒超声对围产期胎儿血流检测的应用价值[A];中华医学会第六次全国超声医学学术年会论文汇编[C];2001年
3 史晓龙;彭敏霞;周国平;;自制超声图文工作站的应用体会[A];2004年浙江省超声医学学术年会论文汇编[C];2004年
4 徐京团;刘瑞雪;除秀慧;张宇虹;春迎;;胎儿脐带绕颈彩色多普勒血流检测与临床分析[A];第九届全国超声医学学术会议论文汇编[C];2006年
5 李凯;李书芳;尹斯星;;基于软件无线电的FFT频谱仪设计[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
6 宋鹏;侯战斌;高宇;王曙适;;基于FPGA的数字化中频遥测接收机的设计与实现[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
7 霍文俊;许家万;;软件无线电在军事通信中的应用研究[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
8 杨征;宋威;朱秀昌;朱洪波;;一个软件无线电通信系统的设计[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
9 李显文;;第四代移动通信系统的研究难点[A];2004’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2004年
10 杜安源;;软件无线电在第三代移动通信系统中应用的相关技术研究[A];2005年安徽通信论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;软件无线电往哪儿走?[N];计算机世界;2005年
2 ;软件无线电:改变无线通信前进的方式[N];计算机世界;2005年
3 刘海英 张秉衡;软件无线电 推进国防现代化[N];中国电子报;2001年
4 山东省信息产业厅 韩旭东;“软件无线电”将推动手机的“计算机化”变革[N];中国电子报;2004年
5 许建生;软件带来第三次通信变革[N];中国计算机报;2001年
6 畅虹 董金明/cci网;软件无线电的体系结构[N];人民邮电;2001年
7 江月明;掘金软件无线电[N];中国电子报;2002年
8 潘学俊 肖凯;通信装备变革的魔术师:软件无线电[N];解放军报;2001年
9 ;软件无线电让3G如虎添翼[N];计算机世界;2005年
10 ;软件无线电: 无线通信的第三次革命[N];人民邮电;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖杨;基于软件无线电的编码激励超声血流检测系统的研究[D];复旦大学;2010年
2 李辉;胎儿宫内生长受限患者催产素激惹试验中母儿循环变化的研究[D];中国医科大学;2003年
3 张睿;软件无线电中的信号检测技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
4 张健;软件无线电的基本理论构架[D];电子科技大学;2000年
5 刘立安;针刺配合语言训练治疗早期缺血性中风失语症的临床与机理研究[D];天津中医学院;2005年
6 林华杰;软件无线电理论及应用技术研究[D];西北工业大学;2004年
7 董骞;基于软件无线电的SAR数字接收机研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
8 陈晓毅;数字广播接收机的软件无线电研究[D];浙江大学;2005年
9 陈晨;软件无线电和OFDM系统中的同步技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
10 胡延平;军用软件无线电侦听接收机设计与实现及其关键技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑培创;超声血流检测与成像技术研究[D];华南理工大学;2012年
2 郑剑泉;基于软件无线电中频信号的数字化接收解调研究[D];南京航空航天大学;2003年
3 田宝泉;软件无线电在机载遥测中的应用[D];西北工业大学;2004年
4 陈立功;基于软件无线电的QPSK信号调制解调的研究与实现[D];中南大学;2010年
5 廖敏;软件无线电CPCI信号处理板硬件设计与实现[D];电子科技大学;2011年
6 罗晚会;基于软件无线电的混合扩频发射机研究与实现[D];杭州电子科技大学;2011年
7 徐敏;软件无线电关键技术的研究与扩频接收平台的设计[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 周杰;软件无线电在TD-SCDMA移动终端中的应用研究[D];西北工业大学;2003年
9 李兴广;宽带软件无线电接收平台的研究[D];长春理工大学;2004年
10 马佳佳;软件无线电下GMSK调制解调的研究与实现[D];大连海事大学;2010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