基于提高医学超声成像时间分辨率和空间分辨率的目标,深入研究高帧率非线性超声成像原理。应用角谱概念建立高帧率(High Frame Rate, HFR)超声成像系统的数学物理模型,由此提出一种新的HFR系统。这种系统与国际上正在研制的HFR系统相比,成像质量相同但结构上更加简单;同时,进一步探索超声波非线性传播在超声成像中的应用,寻找具有较高分辨率的谐波成像(Harmonic Imaging)与HF
超声成像是医学影像领域中一项重要的诊断技术。本课题以提高超声成像时间和空间分辨率为目标,深入研究了超声成像原理。课题应用角谱概念建立高帧率(High Frame Rate, HFR)超声成像系统的数学物理模型,由此提出了一种新的HFR系统。这个系统首先在角谱域中重建图像频谱,通过频谱合成,形成一幅完整图像的宽带频谱,然后通过Fourier变换得到图像。该系统在理论上可以给出每秒3750帧图像(成像深度为200mm),具有很高的时间分辨率和空间分辨率。而且由于在成像的关键算法上引进的Fourier变换,简化了系统的结构。课题对非线性声学也进行了一些理论研究,提出了一种基于Fourier-Bessel级数的新方法,用于计算吸收媒质中非线性超声场的高次谐波分量,推导出吸收媒质中零阶Bessel超声场、Gauss聚焦超声场高次谐波的封闭解析解,进而对其声场特性尤其是近场特性进行了研究。这些研究对于研发非线性超声谐波成像系统具有一定的理论指导意义。另外本课题在超声信号编码技术、超声合成孔径成像、超声骨密度测量等方面也进行了比较深入的探讨,取得了一些有价值的研究成果。