皮下生物组织界面计算机建模仿真成像.PDF

Image Multimedia Technology • 图像与多媒体技术 皮下生物组织界面计算机建模仿真成像 文/李世超　王冠　杨艳　杜敏康　王文博星 本文通过建立皮下生物组织 摘 界面模型 , 根据脉冲反射成像 , 要 辅助以合成孔径聚焦成像的思想 , 仿真算出皮下生物组织的厚度 , 尤其是脂肪的厚度。一般的超声 成像算法采用的超声在生物组织 中穿行的速度是一定的，但超声 在脂肪中的穿行速度数值相对较 小，因此脂肪厚度会使得成像有 一定误差，本文通过建模的方式 对这一误差进行了探究，并探讨 研究了改善误差的方法。 图1：简单的生物组织模型 【关键词】超声 皮下生物组织建模仿真 合成 表 1：几种浅表组织密度、声速及声阻抗 孔径聚焦成像 声脉冲响应 3 ρ 组织 密度（ g/cm ） 声速（cm/s ） 声阻抗（pa•s/m ） 超声成像是用超声波获得物体可见图像 6 脂肪 0.592 1450 1.38 ⅹ10 的方法。由于超声波可以穿透很多不透光的物 6 肌肉 1.08 1580 1.70 ⅹ10 体 , 故利用超声波可以获得这些物体内部结构 声学特性的信息。根据 B 超成像的原理，我 6 软组织（平均） 1.06 1540 1.60 ⅹ10 们需要得到声束传播位置上的组织按距离分 布的回波信息，脂肪是一个影响到回波信息的 重要因素。超声波在人体不同组织中的传播速 表 2 ：浅表几种生物组织界面的声音反射系数 度是不同的。超声波在脂肪中的行进速度是 组织 水 脂肪 肌肉 皮肤 1476m/s，而一般的超声成像算法中，则是统 一将超声在人体各组织中的速度取为 1540m/s。 水 0 0.47 0.02 0.029 此外，还有超声探头发射探测超声波时 与探测物质的表面的角度不同使得发射波与回 脂肪 0.067 0.076 波，以及不同位置的回波之间的叠加导致的波 肌肉 0.009 与波能量的抵消或者增强等因素。对于这些因