TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)

TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)TẠO ẢNH SIÊU ÂM MẬT ĐỘ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ (Luận văn thạc sĩ)

IH QU Ờ GI H N I Ọ Ệ - - NGUYỄN THỊ CÚC T O ẢNH SIÊU ÂM MẬ Ộ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ Ậ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG Ộ - 2017 IH QU Ờ GI H N I Ọ Ệ - - NGUYỄN THỊ CÚC T O ẢNH SIÊU ÂM MẬ Ộ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ Ng nh: ng Nghệ Kỹ thuật iện tử, Truyền thông huy n ng nh: Kỹ thuật iện tử Mã số: 60520203 Ậ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬ Ờ ỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG ỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦ Ộ - 2017 ỨC TÂN Ờ ẢM Ơ Luận v n n y l k t qu trình nghiên cứu lý luận thực tiễn cá nhân tác gi dựa b o, hƣớng dẫn tận tình PGS.TS Trần ức Tân Thầy kh ng qu n khó kh n, thời gian, cơng sức để giúp tơi hồn thành luận v n n y, nhân đây, t i xin gửi lời c m ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần ức Tân, thầy lu n l ngƣời say mê nghiên cứu khoa học, có phƣơng pháp nghiên cứu v có nhiều đóng góp cho nghiệp nghiên cứu khoa học T i c ng xin gửi lời c m ơn đ n thầy, c giáo v K22 Kỹ thuật điện tử, Kho Nghệ, iện Tử - Viễn Th ng, Trƣờng i Học Quốc Gi H N i có nh ng nhận x t, góp n lớp i Học ng cho luận v n n y củ t i Luận v n đƣợc hỗ trợ m t phần từ đề tài mã số CA.17.6A trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu châu Á tài trợ uối c ng t i xin gửi lời c m ơn đ n gi đ nh t i, qu n t i đ ng c ng tác, nh ng ngƣời t o điều kiện cho t i học tập v nghi n cứu Gi đ nh l đ ng lực cho t i vƣợt qu nh ng thử thách, lu n lu n ủng h v đ ng vi n t i ho n th nh luận v n n y Ờ M T i xin c m đo n luận v n n y l s n phẩm trình nghiên cứu, tìm hiểu củ cá nhân dƣới hƣớng dẫn b o thầy hƣớng dẫn, thầy c m n, kho v n T i kh ng s o ch p t i liệu hay cơng trình nghiên cứu củ ngƣời khác để làm luận v n N u vi ph m, xin chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2017 Ngƣời thực Nguyễn Thị Cúc MỤ Ụ L I ẢM ƠN L I M O N NH M K HI U V NH M ẢNG NH M H NH V H VI T TẮT L I N I ẦU HƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LÝ THUY T 1.1 Tác dụng sinh học an toàn thi t bị chuẩn đoán si u âm 1.1.1 N ng lƣợng ch m ti v cƣờng đ chùm tia 1.1.2 Tác dụng sinh học sóng âm 1.1.3 Sự an tồn thi t bị siêu âm chuẩn đốn v nh ng khuy n cáo 1.2 ặc điểm lan truyền sóng siêu âm 1.3 Kỹ thuật củ phƣơng pháp t o hình siêu âm 1.3.1 Nguyên lý ho t đ ng siêu âm 1.3.2 Các lo i kỹ thuật siêu âm 1.4 ầu dò siêu âm 16 1.4.1 Hiệu ứng Áp - iện 16 1.4.2 Cấu t o đầu dò 16 1.4.3 Các lo i đầu dò 17 1.5 Siêu âm cắt lớp 19 HƢƠNG NGUYÊN L HO T NG 21 2.1 Ảnh hƣởng mật đ tới t o nh 21 2.2 Phƣơng pháp lặp vi phân Born 24 2.3 Cách ti p cận DBIM tần số kép (DF-DBIM) 27 2.4 Chất lƣợng thuật toán DF-DBIM 28 2.5 i toán ngƣợc 31 2.6 So sánh phƣơng pháp t o nh tƣơng ph n t o nh mật đ 32 2.7 Mô t o nh mật đ sử dụng DBIM 33 2.7.1 Kịch b n mô hàm mục tiêu 33 2.7.2 K t qu mô hàm mục tiêu 33 2.8 Nhận xét 39 HƢƠNG PHƢƠNG PH P Ề XUẤT VÀ K T QUẢ 41 3.1 Phƣơng pháp F - DBIM 41 3.1.1 Kịch b n (Nt=34, Nr=23) 44 3.1.2 Kịch b n (Nt=17, Nr=11) 45 3.1.3 Kịch b n (Nt=20, Nr=16) 46 3.2 Mô DBIM DF - DBIM 48 3.3 Th y đổi mật đ với trƣờng hợp kịch b n Nt=20, Nr=16 ( = 3, = 5) 51 K T LUẬN 53 TÀI LI U THAM KHẢO 55 MỤ ệu Ệ Ữ n vị DBIM Ế Ắ n Distorted Born Iterative Method Số lƣợng máy phát Số lƣợng máy thu mm L k ch thƣớc củ m t Số lƣợng N m/s ⃑ pixel pixel theo chiều dọc ng ng Vận tốc truyền sóng m i trƣờng khơng có u m/s ⃑ H m mục ti u ⃑ ⃑ ⃑ ⃑ ( ⃗) MoM DF Vận tốc truyền sóng đối tƣợng Pa Sóng tới t n hiệu tới Pa T n hiệu tổng Pa T n hiệu tán x rad/m Số sóngtrong m i trƣờng chuẩn rad/m Số sóng đối tƣợng kg.m-3 Mật đ củ m i trƣờng đồng kg.m-3 Mật đ đối tƣợng Moment Dual Frequency MỤ Ả B ng 2.1: So sánh phƣơng pháp t o nh không xét tới y u tố mật đ có xét tới y u tố mật đ 32 B ng 2.2: Kịch b n mô hàm mục tiêu 33 B ng 3.1: Tham số mô kịch b n 43 B ng 3.2: Mối liên hệ gi a số ph p đo v số bi n kịch b n 44 B ng 3.3: Lỗi kịch b n tƣơng ứng với giá trị sau tổng số vòng lặp 44 B ng 3.4: Lỗi kịch b n tƣơng ứng với giá trị sau vòng lặp kịch b n 44 B ng 3.5: Lỗi kịch b n tƣơng ứng với giá trị sau vòng lặp kịch b n 45 B ng 3.6: Lỗi kịch b n tƣơng ứng với giá trị sau vòng lặp kịch b n 46 B ng 3.7: So sánh sử dụng riêng tần số f1, f2 k t hợp f1+f2 qua vòng lặp kịch b n 4: Nt=20 Nr=16 48 B ng 3.8: K t qu lỗi chuẩn hóa DF-DBIM sau vòng lặp mật đ khác 51 DANH MỤ Hình 1.1: M t ca siêu âm Hình 1.2: Ảnh siêu âm 2D 10 Hình 1.3: Ảnh siêu âm tim 4D 14 H nh 1: ấu h nh hệ đo d liệu tán x 24 Hình 2.2: RMSEs tái t o mật đ hình trụ với sử dụng cách ti p cận DF- IM Tƣơng ứng với giá trị vƣợt giới h n Δϕ (a) 0.9 , (b) -0.9 , (c) 0.45 , (d) -0.45 Giới h n dung s i IM đƣợc thi t lập đ n 0.1% 29 Hình 2.3: Tái t o l i mật đ thực t hình trụ với Δϕ = 0.9 sử dụng DF-DBIM Tái t o l i m u x nh l m , l tƣởng (màu đỏ), tái t o l i qua b lọc giá trị trung bình (màu xanh lục đƣợc hiển thị thực t Giới h n dung s i IM đƣợc thi t lập đ n 0.1% 30 H nh 4: K t qu m xây dựng hàm mục ti u l tƣởng 34 H nh 5: Sơ đồ bố trí máy thu - máy phát kịch b n mô 34 H nh 6: K t qu kh i phục s u ƣớc lặp đầu ti n N 35 H nh 7: K t qu kh i phục s u ƣớc lặp thứ (N = 40) 36 H nh 8: K t qu kh i phục s u ƣớc lặp thứ (N =40) 37 H nh 9: K t qu kh i phục s u ƣớc lặp thứ (N =40) 38 H nh : K t qu lỗi s u ƣớc v ng lặp 39 Hình 3.1: Lỗi chuẩn hóa gi i thuật qua vòng lặp tƣơng ứng với giá trị khác kịch b n (N = 20) 45 Hình 3.2: Lỗi chuẩn hóa gi i thuật qua vòng lặp tƣơng ứng với giá trị khác kịch b n (N =20) 46 Hình 3.3: Lỗi chuẩn hóa gi i thuật qua vòng lặp tƣơng ứng với giá trị khác kịch b n (N =20) 47 Hình 3.4: So sánh lỗi chuẩn hóa DF-DBIM DBIM sau vòng lặp (kịch b n 4) 48 Hình 3.5: K t qu khôi phục gi i pháp khác vòng lặp từ đ n (Kịch b n 4) 50 Hình 3.6: So sánh lỗi chuẩn hóa DF-DBIM sau vòng lặp mật đ khác 52 Ờ Ầ Kỹ thuật y sinh m t b môn khoa học ứng dụng dựa nguyên l n kỹ thuật v tƣởng thi t k để đƣ r gi i pháp y học Kỹ thuật y sinh m t lĩnh vực tƣơng đối mẻ, đ phần thành tựu đ t đƣợc dừng mức đ nghiên cứu, bao phủ nhiều lĩnh vực khác nhau: chẩn đoán h nh nh, xử lý hình nh, vật liệu sinh học với kỹ thuật sinh học, mơ hình hóa chiều…[26-30] Theo m t báo cáo gần đây, số bệnh ung thƣ Việt N m đ ng đứng vị trí nhì th giới Trong đó, ung thƣ vú thƣờng gặp gây tử vong hàng đầu phụ n ây l m t bệnh h t sức phức t p mà nhiều n m qu có nhiều nghiên cứu nguyên nhân, bệnh sinh v điều trị Ngày y học, chẩn đoán h nh nh m t phƣơng pháp chẩn đoán cho ph p ngƣời ác sĩ quan sát hình nh b phận củ thể m t cách trực quan Từ đƣ r chẩn đốn ch nh xác bệnh l để có biện pháp điều trị hiệu qu Trong đó, t o nh siêu âm m t cơng cụ an tồn, khơng bị i n hoá để chẩn đoán lâm s ng So với phƣơng pháp X-r y, MRI, … th phƣơng pháp si u âm cắt lớp cho phép t o nh có lợi th nhiều Ho t đ ng dựa tán x ngƣợc có kh n ng gi i quy t nh ng cấu trúc nhỏ ƣớc sóng sóng tới, trái ngƣợc với phƣơng pháp t o nh truyền thống sử dụng phƣơng pháp ph n hồi M t số tính chất vật liệu, nhƣ đ tƣơng ph n âm, mật đ , đ suy h o, đƣợc ứng dụng để t m r đối tƣợng có k ch thƣớc nhỏ Kỹ thuật siêu âm cắt lớp sử dụng tán x ngƣợc đƣợc coi m t nh ng phƣơng pháp chụp cắt lớp siêu âm m nh mẽ xác Có nhiều kỹ thuật siêu âm cắt lớp khác m t nh ng kỹ thuật l si u âm cắt lớp sử dụng k t hợp tần số Tần số thấp f1 đ m b o đ h i tụ gi i thuật đ n m t mức đ tƣơng ph n gần với giá trị thực, nhƣng đ phân gi i không gian thấp Tần số cao f2 c i thiện đ phân gi i không gian ... m t nh ng phƣơng pháp chụp cắt lớp siêu âm m nh mẽ xác Có nhiều kỹ thuật siêu âm cắt lớp khác m t nh ng kỹ thuật l si u âm cắt lớp sử dụng k t hợp tần số Tần số thấp f1 đ m b o đ h i tụ gi i thuật... siêu âm Hình 1.2: Ảnh siêu âm 2D 10 Hình 1.3: Ảnh siêu âm tim 4D 14 H nh 1: ấu h nh hệ đo d liệu tán x 24 Hình 2.2: RMSEs tái t o mật đ hình trụ với sử dụng. .. I Ọ Ệ - - NGUYỄN THỊ CÚC T O ẢNH SIÊU ÂM MẬ Ộ SỬ DỤNG KẾT HỢP TẦN SỐ Ng nh: ng Nghệ Kỹ thuật iện tử, Truyền thông huy n ng nh: Kỹ thuật iện tử Mã số: 60520203 Ậ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬ Ờ ỆN