● 摘要
超声波经过生物自治传播之后，携带着大量的组织结构特征声信息，了解超声回波的变化规律，可以间接地得到组织地某些构成特征信息，进行组织定征。那么在具体的回波检测中，回波的真实可靠性就成为组织定征准确与否的关键。在医学超声中从体表获得的体内组织回波信息，实际上是内部被检测射源的散射信号与传输系统（声程介质、接受系统）冲击响应时间、空间双重卷积的结果，特别是非均匀结构软组织声程介质的影响不可预测，使波束的空间发生变化，散射源的散射信号时域特性也要发生变化，因而体表所检测的信号，并不是体内散射源的真实信号，而是一个时间和空间都变态的信号，并未完全反映内部组织真实的声学特性。用它直接进行组织定征即不尽合理，也不准确。目前B超的成像正是应用了这种"变态"了的信号，加以适当处理而显示的。这也时B超图像质量及分辨力受限制的主要根源。 本文的目的时探讨如何提取非均匀结构深部软组织真实散射和反射信号的问题，未进行体表活体组织定征，提高组织结构辨识准确性，提高B超图像对比度及分辨力等应用提供无力学依据和方法。概括起来，本文主要作了以下几个方面的工作： ①从声传输特性出发，根据工业无损检测中的声传输模型，结合医学超声世纪，提出了改进的连续非均匀结构阿软组织中的声传输模型，未通过解卷积技术获得真实回波信息提供了较好的物理模型。 ②采用数字率波回波信噪比，用最小方差（WVD）法来解卷积，依据所提出的连续非均匀结构软组织中改进的声传输模型，针对所检测的射频信号，分层估计得到声程介质的传输特性，进而跌代得到这个非均匀结构软组织深部射散或反射源的真实传输特性的估计。论文试验是通过频域和时域两种情况，分别对组织散射的频谱分析及反射的机构成像予以计算仿真，模块仿真和生物组织仿病态研究。 ③对处理之后的回波信号射频时域波形做平方包络检波，进行灰度成像分辨力提高的研究。 ④在对非均匀结构软组织超声回波进行建模中，用了ARMA参数模型，并用之估计回波信号的功率譜。对整个声线上的回波信号分段建模，求功率譜，得到了随深度变化的三维频譜特征，可以反映更多的组织散射特征信息。 实验结果表明： ①改进的非均匀结果软组织中的声传输模型，符合物理实际，并且是解卷积技术得以实现，获得真实深部组织回波信号估计的基础。 ②根据非均匀结果软组织的散射回波信号的特征采用ARMA模型进行了频譜分析是适用的，比其他譜估计方法更有其优点，如估计较为稳健，频譜较为平滑，所用参数较少等优点。 ③论文所建立的一套深部组织回波信息估计软件及硬件系统经验证明是有效的。对研究非均匀软组合资结构散射特征和提高目前B超图像分辨力都是十分有用的。对于组织定征由实验室向活体临床检测过渡有很重要的实际意义。 ④所获得的随深度变化的频谱三维立体图可以反映更多的组织结构特征的声信息，将之用于组织定征更加方便。在用本文所述方法处理之后，可以使得其信息反映得更加准确。 应用本文提出得改进的声传输模型进行卷积处理，在医学超声信号分析上，尚属首次。处理的结果可以分层得到非均匀结构深部散射或反射源传输特性较准确的估计。将之用于目前直接用实际回波信号成像的B超系统上，无疑会改善图像对比度和分辨力，加上频谱分析进行组织特征鉴别，可以给B超图像形态学诊断提供准确的组织生理病理结构变化信息，提高组织定征，组织鉴别和疾病诊断准确性。在本文算法的基础上，如果能发展成在线的快速算法，必将会对目前B超图像质量和组织特征鉴别带来新的发展。