非线性声参量层析成像与生物组织定征

结合有限振幅插入取代法和计算机层析成像技术提出非线性参量B/A的成像方法,用卷积滤波法可重建非线性参量层析图像.对正常肝和若干种病变的猪肝脏组织(肝硬化、肝炎和脂肪肝等)进行了实验成像.为了便于比较,文中还给出了衰减系数这一线性参量的层析图像.研究结果指出非线性参量B/A成像在生物组织定征中的有效性及在医学诊断中的应用前景.     

非线性声参量计算机模拟成像

非线性声参量B/A是生物组织超声辨认的一个重要的新参量.本文从Burgers’方程出发分析了有限振幅平面声波在层状介质中的非线性传播理论,并将它用于二次谐波的声成像,利用通常的CT算法而得的二次谐波数据进行了非线性声参量的计算机模拟成像,用滤波逆投影算法进行图像重建,对简单的样品模型得到了较好的非线性声参量断层图像.     

反射式非线性声参量层析成像的研究

非线性声参量B/A描述了有限振幅波在媒质中传播的非线性特性,有可能成为生物组织定征的新参量。本文提出了利用复合式换能器进行反射式的非线性参量B/A层析成像的新方法。利用反射二次谐波的传播理论及有限振幅波插入取代法给出了计算机重建B/A层析像的理论方法。对部分流体及生物组织进行了计算机模拟成像及实验研究,取得了较为满意的结果。     

含气泡液体中声传播的解析解及其强非线性声特性

声波在含气泡的液体中传播时,气泡的受迫振动会引起强的声散射,并且由于振动的非线性,使得气泡产生的次级波不仅含有基频成分,而且还会有高次谐波。本文从理论上描述了气泡个数随尺并给出了含气泡液体的等效非线性声参数Ｂ／Ａ的计算公式理论与已有的实验观测符合较好,文中对含气泡水的声速和声衰减等特性也进行了讨论。     

磁性流体的非线性声参量B/A的研究

报导了水基和酯基磁性流体的非线性声参量B／A值随浓度和温度的变化关系。实验研究表明,磁性流体的B／A值随磁性颗粒浓度的增大而线性增大;磁性流体的B／A值随温度的升高而线性增大。还对超声波在磁性流体中传播的声速进行了精确测量。     

｜ω｜滤波器对卷积滤波法进行非线性参量B／A成像的影响

非线性声参量Ｂ／Ａ是医学超声组织定征的一个新参量,利用Ｘ射线ＣＴ成像的算法──卷积滤波法可以对一个简单样品进行非线性参量Ｂ／Ａ计算机模拟成像。本文研究了四种｜ω｜滤波器,即ＲＬ滤波器,ＳＬ滤波器,抛物线滤波器和改进的ＳＬ滤波器,分析了它们对卷积滤波法非线性参量成像的图像质量的影响。     

非线性(声)参数及其在超声成像中的应用

本文系统地介绍了声学中的非线性参数研究工作的现状和应用前景,特别着重介绍它在超声医学成像中的应用。     

多参量光声成像及其在生物医学领域的应用

光声成像兼具声学成像和光学成像两者的优点, 因而成为近十年来发展最迅速的生物医学成像技术之一. 本文介绍了光声成像的特点及其相对于广泛应用的光学成像技术和声学成像技术的优点; 其次, 解释了光声成像的成像原理, 在此基础上介绍了光声断层成像和光声显微镜这两种典型的光声成像方案, 并介绍了它们的技术特点; 然后, 介绍了光声成像对生物组织的生化特性、组织力学特性、血液流速分布、温度分布参数、微结构特性等多信息参量的提取能力, 及其在生物系统的结构成像、功能成像、代谢成像、分子成像、基因成像等多领域的应用; 最后, 展望了光声成像在生物医学领域的应用潜力并讨论了其局限性.     

有限振幅法研究损耗媒质的非线性声参量

用有限振幅插入取代法研究非线性声参量B/A,对于耗散媒介应计及样品的声衰减,本文在考虑了样品的声衰减和换能器的衍射对测量的影响后推导了非线性参量的修正公式。利用此公式研究了生物样品包括生物流体和动物软组织的B/A值及其与浓度和样品结构的依赖关系。     

圆形平面换能器产生的二次谐波声场及对非线性声参量成像的影响

在利用二次谐波进行非线性声参量B/A层析成像中,发射换能器的声场特性,尤其是在近场区域的特性对成像结果的定性及定量分析极其重要。本文从理论及实验上分析了圆形平面活塞换能器在传播介质中产生的二次谐波声场,就其对非线性声参量成像的影响进行了分析和讨论.研究结果有助于在非线性声参量成像中降低重建误差,提高分辨灵敏度.     

The influence of molecular structure of protein on the acoustic nonlinearity parameter B/A

I.IntroductionAcousticnonlinearityparameterB/Adescrjbesthenonlilleareffectsofasoundwavetrav-ellingthroughamedium.Withtheapplicationofhighmowerultrasonicwavetomedicine,thenonlineareffectsbecomemoreandmoreimportant.EspeciallybecauseB/Aissensitivetothepathologicalstateofbiologicaltissues[1-2])thisprovidesprospectiveapplicationinmedicaldiagnosis.Atpresent,thestudyinthisareaemphasizesontwoaspects.OneistodevelopnewmedicalimagingtechniquesbyusingthisnonlinearityparameterB/Al1'3-'];theotheristostu…     

参量阵扬声器在管道噪声控制中的研究*

为了解决管道有源噪声控制中声反馈造成的系统复杂度和计算量的增加,文中引入参量阵扬声器作为次级声源,利用其强指向性减小控制系统的声反馈。为了验证该方法可行性,本文分别在直管和L管中,对600 Hz单频噪声和频率范围为500 Hz~1000 Hz的窄带噪声进行了管道有源噪声控制,同时测量了参量阵扬声器的管内声场和降噪范围。结果表明,参量阵扬声器声反馈小,在没有声反馈补偿的条件下对单频噪声的降噪效果基本达到了声反馈补偿条件下普通扬声器的降噪效果,对窄带噪声的降噪效果稍差。此外,通过测量管道声场和降噪量,确定了参量阵扬声器的降噪区域为误差传感器下游整个管道,降噪面积为管道整个截面。这说明参量阵扬声器作为次级声源降低了系统的复杂度和算法的计算量,并取得了较好的降噪效果。     

牛奶变质的超声非线性定征

本文利用有限振幅声波插入取代法实验研究了牛奶变质过程中非线性参量B／A的变化。变质初始阶段,非线性声参量B／A的值显著增加。结合物理化学性质(PH值和粘度)对实验结果进行了讨论。与线性声参量相比,非线性声参量对牛奶的变质更为敏感,可应用于乳品质量检验及质量控制。     

Parametric resonance in acoustically levitated water drops

Liquid drops can be suspended in air with acoustic levitation method. When the sound pressure is periodically modulated, the levitated drop is usually forced into an axisymmetric oscillation. However, a transition from axisymmetric oscillation into sectorial oscillation occurs when the modulation frequency approaches some specific values. The frequency of the sectorial oscillation is almost exactly half of the modulation frequency. It is demonstrated that this transition is induced by the parametric resonance of levitated drop. The natural frequency of sectorial oscillation is found to decrease with the increase of drop distortion extent.     

面向目标的定向声辐射技术及其应用研究

面向目标的定向声辐射是指利用声源特性和阵列信号处理技术,将声波传送至目标方向或区域的声场控制方法。本文介绍了定向声辐射技术的原理和进展,重点阐述了普通扬声器阵列和参量阵扬声器这两种声源形式的理论、算法和应用研究。其中,针对扬声器阵列,主要分析了基于声能量对比度控制的声聚焦技术;针对参量阵扬声器,综述了利用非线性效应产生高指向性可听声的计算方法、信号预处理和应用等进展。面向目标的定向声辐射技术的研究对实现智能声场控制有着重要意义。     

An airborne parametric array

The development of a prototype parametric speaker comprised of 37 piezo-speakers, also known as “acoustic flashlight” is described. The sound pressure along the axis was measured for both the primary (38.5 kHz ultrasonic) signal and the secondary (demodulated) signal. Comparison with the theory for an equivalent piston radiating at the same frequency and the simulation of the piezo speakers as simple sources in the same hexagonal arrangement was made. The absorption coefficient and the radiation patterns of the primary and secondary signal were also measured. All the measurements and the simulation agree with the corresponding theories. The demodulated (audio frequency) signal behaves in the near field of the speaker in the same way (that of an equivalent piston) as the primary (ultrasonic frequency) signal, which results in the inheritance of its high directivity.     

Experimental evaluation of an ultrasound technique for the biometric recognition of human hand anatomic elements

In this work the moving ultrasound linear array technique has been used to perform 3D echographic images of different human hands, in order to evaluate this technique to biometric recognition purposes. An automated set up, based on a commercial echographic machine provided with a high frequency (12 MHz) linear array, has been built up. The probe is moved in the direction orthogonal to the array and at each step a B-scan is performed and stored to form a 3D matrix representing the under skin hand volume.B-scan and C-scan images of the hand of different users were analysed and compared. The results have shown that, in the analysed region (about 10 mm under the palm skin), there are several anatomic elements (including hand bones, bending tendons, muscle tissue, blood vessels) that can be exploited for measurements of biometric parameters.The characteristics of the proposed technique are compared with those of the 2D optical hand geometry, which is a well established biometric technique, and its possible advantages are underlined and discussed.     

激发圆形管道内多阶声模态的扬声器阵列控制方法

风扇噪声是大涵道比发动机的重要噪声源, 其可传播模态随频率增加而增多, 难以通过足够的传声器进行测量, 为此提出了一种用于风扇单音噪声模态识别的贝叶斯压缩感知方法来解决声模态识别中传声器数量不足的问题。管道内声场用概率模型描述, 模态识别的压缩感知逆问题用贝叶斯框架表示。基于贝叶斯压缩感知的模态识别方法能稀疏恢复未知模态系数解, 实现参数自适应调优。数值模拟和实验测试验证了贝叶斯压缩感知方法在模态识别中的有效性。结果表明, 贝叶斯压缩感知方法可以用比传统方法少56.3%的传声器准确识别目标模态。