一-超音波影像试验室.DOC

超音波專題　期末專題Proposal 題目: Ultrasonic imaging parameters 李維寧 楊美茹 本組在此討論的參數如下：彈性係數，速度，非線性影像 三個參數的標的分析統計表如下 Device Circuit Method Apparatus System Process 合計 彈性係數 2 0 16 6 0 3 15 速度 0 1 10 7 5 5 28 非線性影像 0 4 10 6 3 4 27 合計 2 5 36 19 8 12 70 Parameter : 彈性係數 專利技術及論文分析 (一)標的分析統計表 Device Circuit Method Apparatus System Process 合計 彈性係數 2 0 16 6 0 3 15 合計 2 0 16 6 0 3 (二)引證族譜圖 專題主題 (一)參考資料[1] 軟組織彈性通常與某些不正常的過程有關。由外力引起的組織位移已經能夠用來評估組織彈性特性。量化彈性影像包括組織位移的量測、應變張量的預測和彈性常數的重建。這篇論文使用以相關性為基礎的斑點追蹤演算法來計算位移，藉由位移分布得到應變量，利用解靜態平衡方程式以重建剪力模數(shear modulus)，並且將此方法應用在非均質的吉利丁仿體上，在在顯示出應變張量的空間相依性和相對剪力模數與線性彈性模型之理論預估值符合。 前人曾提出量化彈性影像包含三個主要部分：斑點追蹤和組織變形評估、預測應變張量以及重建彈性係數。重建剪力模數分三部分如下： 由應變的量測重建剪力模數： 軟組織被視為等向、連續性不可壓縮的介質，其剪力模數與楊氏模 數(彈性係數)呈單純比例關係(E=3μ)，因此兩者之重建是等效的。當軟組織在一外力下緩慢地變形，則滿足如下之靜態平衡方程式： (1)，：應力張量，xi(i=1,2,3)：直角座標系 假設應力張量與應變張量間是線性關係，對軟組織而言，靜態應變方程式表示如下： (2)，p: 靜態內應力，: Kronecker’s delta，:對稱張量，μ: 剪力模數 (3) 考慮相對剪力模數二維空間分布之預估，假設其只分布於(x, y)平面，而 且外力亦作用於此平面，我們可以得到，，又在不可壓縮的假設下，將帶入前述之數學表示式中，可以得到應變─應力方程式(4)，同樣地，再將此式帶入(1)式，可得到一組微分方程式： 解上兩式即可得到剪力模數與位移。 量測位移及應變： 上述解微分方程式的方法會偵測兩個RF波包影像間的區域位移。 設兩影像之波包強度分別為f1(x, y)和f2(x, y)，當影像f1(x, y)位移了ux和uy，而振幅改變了1-k倍(振幅的變動可能來自組織內隨機散佈的散射子的移動)，那麼我們可以列出一式：f2(x, y)=(1-k)?f1(x-ux, y-uy)。如果位移及振幅之變動皆很小，由前式之泰勒展開式(忽略高次項)，可得到(f2-f1)+uxfx+uyfu+kf1=0，而且在某一小區域範圍內，位移、振幅變化可假設為常數，那麼可以定義，求出J的極小值即可算出某小區域範圍內位移、振幅變化量的最小平方預測值。 計算應變張量： 因為應變張量可由位移分布的空間導函數計算而得，應變影像時常 會出現顯著的缺陷，所以，在計算應變前，位移影像通常會先經過一個簡單的二維移動平均濾波器做濾波。 重建剪力模數之流程圖 泰勒展開式 最小平方估計法 有限元素方法 空間導函數 5. 預計目標：做一吉利丁仿體，內含一有著相異彈性係數之軟組織，套用 此篇論文之方法以得到剪力模數(彈性係數)之分布圖。 (二)參考資料[6] 在[1]中，欲求之彈性係數分布是針對隨緩慢變形者，因此採用的 為線性模型，倘若遇到較嚴重之變形情況，則不適用。於是對於較大變形者，我們利用非線性模型來求解，在平衡方程式中必須考慮位移的高次空間導函數。 預計目標：若有餘力，希望能夠嘗試做非線性模型，並且與線性模型比較。 Parameter : 非線性影像 專利技術及論文分析 (一)標的分析統計表 Circuit Method Apparatus System Process amount **** (4) ********** (10) ****** (6) *** (3) **** (4) (二)特性分析統計表 reducing the amount of computation 4 Designing an array transducer 2 H