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第1章 绪论1

1.1医学超声成像发展历史1

1.2国内外研究进展3

1.2.1数字化成像4

1.2.2谐波成像5

1.2.3超声体成像6

1.2.4组织弹性成像6

1.2.5合成孔径成像7

1.2.6Fourier成像系统7

1.3本书内容安排8

第2章 超声成像中的线性系统理论10

2.1Fourier变换性质及其应用10

2.1.1Fourier变换11

2.1.2性质14

2.2一个一维成像的例子15

2.2.1目标建模16

2.2.2系统建模16

2.2.3逆问题求解17

2.3匹配滤波器19

2.4带通信号的相干处理21

2.5时域中的Doppler现象24

2.5.1系统模型24

2.5.2逆问题求解26

2.5.3分辨率28

第3章 数学物理方程基础知识31

3.1几种常见的数学物理方程31

3.1.1静电势Laplace和Possion方程32

3.1.2波动方程和Helmholtz方程33

3.1.3线性超声声学简介34

3.2直角坐标系下波动方程的解35

3.2.1分离变量法求解36

3.2.2讨论37

3.3圆柱坐标下波动方程的解39

3.3.1分离变量法求解40

3.3.2讨论42

第4章 标量衍射理论45

4.1标量衍射理论回顾45

4.2格林定理47

4.3基尔霍夫积分定理48

4.4平面屏幕衍射的基尔霍夫理论50

4.4.1基尔霍夫积分定理的应用51

4.4.2基尔霍夫衍射公式53

4.5平面屏幕衍射的瑞利-索末菲理论55

4.5.1格林函数的选择55

4.5.2瑞利-索末菲衍射公式57

4.5.3衍射与线性系统的关系58

4.5.4利用瑞利-索末菲衍射公式计算声场59

4.6角谱传播原理62

4.6.1角谱及其物理解释62

4.6.2角谱的传播63

4.6.3利用角谱计算声场66

第5章 超声成像建模68

5.1动态聚焦成像建模69

5.1.1一个阵元的辐射模式71

5.1.2动态聚焦成像建模73

5.2基于非衍射波的Fourier成像建模76

5.2.1X-wave77

5.2.2Fourier超声成像模型82

5.3基于角谱传播原理的Fourier成像建模89

5.3.1成像模型89

5.3.2实现和仿真91

5.3.3讨论93

5.4基于Fourier变换的高质量超声成像94

5.4.1成像建模94

5.4.2有限次发射模式下的HFR成像仿真96

5.4.3讨论99

5.5任意辐射场下的Fourier成像建模99

5.5.1理论建模100

5.5.2理论分析101

5.5.3仿真结果103

5.5.4讨论105

5.6圆柱型传感器下的Fourier成像105

5.6.1传感器结构与声场106

5.6.2系统模型106

5.6.3仿真结果110

5.6.4讨论112

第6章 合成孔径成像113

6.1延时叠加波束形成算法114

6.1.1聚焦偏转延时计算115

6.1.2波束仿真116

6.2波束控制方法118

6.2.1动态聚焦118

6.2.2幅度变迹119

6.2.3动态孔径120

6.3合成孔径成像122

6.3.1合成孔径聚焦123

6.3.2多阵元合成孔径聚焦126

6.3.3合成接收孔径128

6.3.4合成聚焦130

6.3.5合成发射孔径132

6.4实验设计135

6.4.1实验对比与分析136

6.4.2传统延时叠加成像136

6.4.3合成孔径成像139

6.5总结142

第7章 信号编码技术在超声成像中的应用143

7.1匹配滤波器和脉冲压缩144

7.1.1匹配滤波器144

7.1.2脉冲压缩技术145

7.2基于线性调频信号的超声成像系统146

7.2.1线性调频信号146

7.2.2线性调频信号在HFR系统中的应用148

7.2.3仿真结果150

7.3Golay正交互补码在成像中的应用153

7.3.1Golay互补序列153

7.3.2Golay互补序列在HFR系统中的应用154

7.3.3仿真结果156

7.4Barker码在超声成像中的应用159

7.4.1Barker码159

7.4.2Barker码在HFR系统中的应用160

7.4.3仿真结果161

7.5小结161

参考文献163