基于调频信号发射的超声造影剂谐波成像方法

提出了一种能够提取超声造影剂回波中二次谐波的非线性成像方法,从数学原理、仿真计算和声学实验三个方面对造影剂血流灌注成像方法进行了研究。首次将调频信号发射技术用于医学超声造影剂谐波成像领域,仿真计算和声学实验结果表明:为了获得较好的图像质量,发射调频信号应该具有合适的包络;发射信号带宽与解码匹配滤波器带宽之间必须有一个带宽间隔;适当降低发射声压能够降低生物组织的谐波。应用编码发射方法和解码滤波器,得到了造影剂二次谐波图像,此图像具有较好的信号噪声比和造影剂组织比。声学实验结果和理论计算结果完全吻合。     

包膜超声造影微泡次谐波特性的优化设计与实验研究

基于包膜超声造影微泡在超声场中的理论振动模型,对其次谐波特性进行优化设计,从理论上计算和分析了微泡粒径、膜弹性及声压等对微泡次谐波响应的影响,以期获得其用于非破坏性次谐波成像的最佳条件。另外通过改变膜材料的配比, 制备了具有不同膜弹性的超声造影微泡,对其声学特性进行了体外声学实验测定。仿真计算和实验结果表明,在合适的膜材料配比条件下,制得的平均粒径为3μm左右的包膜微泡,可获得满意的次谐波响应,并且其用于非破坏性次谐波成像时的最佳工作声压约200-400 kPa。     

声带上表面振动黏膜波波速的激光测振估计方法

发声过程中声带组织振动的黏膜波测量对于声带组织力学特性和病理机制研究具有重要意义。本研究利用多普勒激光测振(Laser Doppler Vibrometer,LDV)和电声门图时间同步方法,对声带上表面的振动过程进行了重建,并基于该结果估计了黏膜波传播速度。通过离体犬喉发声实验,激光测振方法能够得到与高速光学方法相一致的黏膜波速度估计,并且能够重建不同时刻的声带上表面形态,证明了该方法应用于声带上表面振动特性研究的可行性和有效性。然而,由于单点测振的局限和时间同步的要求,稳态发声是保证该方法测量准确性的重要条件。      

基于非线性预测反滤波声门下噪音源提取方法的研究

根据噪音呼吸系统生理和生物物理原理，提出了利用声门下噪音源研究声带特性的新方法，并建立了提取声门下噪原的非线性数学模型，在声门上、下声道耦合的条件下，用非线性预测反滤波技术撮了声门下噪音源，并在不同发声方式条件下运用该模型和人体实验证实了该方法的有效性，克服了线性滤波技术的不足，并消除了声门上、下声道所产生的伪迹。     

肺音信号的非线性检测与肺胸系统声传递特征研究

利用高阶累积量从肺音信号中提取肺胸系统声传递函数。肺音信号存在着多种干扰噪声，其综合可视为高斯噪声，用高阶累积量对非高斯ＡＲ模型的高斯噪声抑制能力进行了仿真研究。在肺胸系统正常和机能异常情况下对肺泡呼吸音、哮鸣音、喘鸣音和破裂音进行了分析。实验结果表明高阶累积量能够很好地提取由于肺部机能异常引起的肺胸系统声传递函数的变化。     

基于嗓音源变换函数的声门发声效率估计方法

在澄清嗓音源概念的基础上提出了一种以嗓音源变换函数为基础的声门发声效率估计方法。将嗓音源变换函数定义为声门上声学嗓音源与声门气流体积速度波在频域上的比值。通过精心设计的活体犬喉及人体发声实验分别在不同元音、压紧嗓音、气声、假声和典型喉病变条件下。采用稳态元音发声方式对这一新的声门发声效率估计方法实验研究；并与其他发声效率方法综合比较。结果表明，该方法能消除上声道传输与共鸣作用的影响，能反映不同发声方式的差异；频域平均声门发声效率反映了物理定义上的声门发声效率的变化，而声门基频发声效率的变化与ＡＣ／ＤＣ比值变化一致。     

男女嗓音源特性的比较研究

以男女性发声生理差异为基础,采用作者研制的嗓音测试系统无侵入地获取电声门波波形图、反滤波声门波波形图、扰动、声门发声效率等稳态和动态图谱与参数,对男女声带振动和嗓音源特性的差异进行了定量的比较研究,在男女性稳态发声声问波波形图时相参数对比、声门发声效率、浊音起声声带振动动态特性等方面获得了较多新的实验结果。这些结果与男女喉部解剖、发声生理解释相一致,对发声基础研究、言语工程技术和艺术嗓音学等领域有重要意义。     

高强度聚焦超声软组织损伤超声监控成像与评价方法

提出基于超声射频信号的数字减影损伤区域成像方法,并根据成像结果采用对数谱差衰减系数估计法对高强度聚焦超声引起的软组织损伤程度进行评价。通过离体牛肉和牛肝组织实验,获得了绝对差值法、绝对差值求和法以及平方差值求和法的数字减影结果,分析了这些算法的性能以及阈值和窗宽的选取对算法的影响。在此基础上,比较了用于损伤程度评价的三种声衰减估计参量,证实了采用超声换能器带宽范围内的平均衰减系数的改变△(?)进行组织损伤程度评价的有效性。     

基于信息熵窗的小波低频子带弱目标图像的增强

采用信息熵窗小波低频子带分析的方法，目的是对缺乏足够能量的低照度和低对比度图像进行增强．选择适合的正交小波函数，可使图像的低频子带大幅度提升，对高频子带适度抑制，在信息熵窗系数的调配下实现了图像的增强处理．在小波重构后，获得了具有清晰边缘和良好对比度的图像．实验表明，采用信息熵窗的小波分析方法来增强弱目标图像能够产生良好的效果，对比度增强效率比传统增强方法提高80％以上．     

基于Tsallis熵和近似熵的认知事件相关电位动态复杂度分析

提供了两种分析认知事件相关电位（ERP）复杂度动态变化的估计算法——时变Tsallis熵（ETsEn）和时变近似熵（EApEn），并将其应用于分析Stroop任务中ERP的动态复杂度．实验发现：BTsEn比EApEn能更好地反映不同刺激类型的ERP复杂度差异；EApEn比ETsEn能更准确地体现ERP复杂度随时间变化的规律．额区、中央区和顶区的ERP的ETsEn和EApEn在刺激前、刺激处理过程中、刺激处理后均有显著差异，即在刺激前熵较大且无明显变化，刺激处理过程中熵显著减小，刺激处理完成后熵恢复至刺激前状态，其变化的时序与行为数据基本一致。结果证明了时变的Tsallis熵和近似熵对动态复杂度从不同方面度量的有效性，为客观度量ERP的复杂度提供了新方法．