基于人體腹壁組織的非線性聲場模型研究.pdf

1、醫(yī)學超聲成像因其操作簡便、安全無創(chuàng)和檢測成本低等優(yōu)點，在臨床實踐中獲得了廣泛應用。由于生物體內(nèi)不同部位組織的聲學參數(shù)存在差異，超聲在生物體內(nèi)傳播時將發(fā)生復雜的衍射、反射、散射及非線性現(xiàn)象，導致聚焦聲束在生物組織內(nèi)的幾何形狀和能量分布發(fā)生畸變。因此，研究超聲在人體組織中的傳播規(guī)律，是研究聚焦聲束在組織中畸變校正算法的基礎。受目前聲學檢測技術的制約，實驗中難以獲得生物組織內(nèi)聲束形狀及能量分布等數(shù)據(jù)，因而超聲聲場傳播仿真仍是快速獲得醫(yī)學超聲聲

2、場分布數(shù)據(jù)的有效手段。
　　 本論文針對目前醫(yī)學超聲聲場分布仿真的缺陷，基于數(shù)字化人體腹壁組織解剖圖像，提出了用交錯網(wǎng)格有限差分對耦合超聲非線性方程進行求解的數(shù)值計算方法;采用OpenCV工具包編寫程序，研究了人體腹壁組織中的聲場分布特性;利用SONIX TOUCH彩色超聲診斷系統(tǒng)和超聲聲場檢測系統(tǒng)對水介質(zhì)中的聲場分布進行實驗測量，對比分析了實驗結果與仿真結果;最后探討了該模型在組織諧波成像中的應用。
　　 將人體腹壁組

3、織切片圖像作為超聲傳播仿真的介質(zhì)，能更真實地反映生物組織的復雜性。相比于傳統(tǒng)的FDTD方法，本文所提出的計算模型更易獲得收斂解?；诮M織聲場能量分布發(fā)生畸變的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)同均勻介質(zhì)相比:當聲速均勻而密度非均勻時，聲束仍聚焦良好，焦點處聲能下降了1.8dB;當密度均勻而聲速非均勻時，聲束發(fā)散嚴重，焦點處聲能下降了3.8dB，下降程度與非均勻組織接近。于是得出結論:組織聲速在空間分布的非均勻性是導致聚焦聲束能量分布畸變的主要原因。通過該模型可