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基于256阵元环形阵列的乳腺反射成像系统设计
1
作者
胡淑敏
杨玉华
+2 位作者
吴菲
裴毓
张国军
《中北大学学报(自然科学版)》
2025年第2期230-236,共7页
超声断层成像作为一种新兴的乳腺癌影像学检测手段,具有无辐射、低成本的优点。现有的乳腺超声成像系统所用阵列多为线型阵列,获取完整被测切片图像需要依靠机械移动或旋转,在实际操作中存在一定的困难和误差。本文设计了一种基于256阵...
超声断层成像作为一种新兴的乳腺癌影像学检测手段,具有无辐射、低成本的优点。现有的乳腺超声成像系统所用阵列多为线型阵列,获取完整被测切片图像需要依靠机械移动或旋转,在实际操作中存在一定的困难和误差。本文设计了一种基于256阵元环形阵列的反射式超声成像系统,将常见的B模式成像应用于环形阵列成像的同时,给出了环形阵列背景下时间反转成像算法的实现方法。通过仿真实验和乳房体模实测,初步验证了该基于环形阵列的反射超声断层成像系统的可行性。实验结果表明,与B模式成像相比,时间反转成像结果中尺寸重建偏差最大可降低24.4%。另外,通过人体手臂测试实验证明了该方法在人体多部位测试的可行性。本文研究成果为基于环形阵列的超声成像系统的搭建提供了理论依据和技术支持。
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关键词
超声反射断层成像
k-Wave
环形阵列
时间反转
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职称材料
现代地籍系统的发展与趋势
2
作者
裴毓
《黑龙江科技信息》
2009年第3期103-103,共1页
从土地信息系统和地籍系统的现代概念出发,阐述西方某些发达国家地籍管理的发展与演变。特别介绍现代地籍系统及其建立的基本要求。
关键词
土地信息系统
地籍系统
发展
趋势
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职称材料
高灵敏度扇面纤毛式MEMS矢量水听器
被引量:
4
3
作者
杨晟辉
丁俊文
+2 位作者
张国军
裴毓
尚珍珍
《压电与声光》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期599-603,共5页
目前微机电系统(MEMS)矢量水听器的研究出现瓶颈。大量实验表明,水听器的灵敏度与探测带宽存在着相互制约关系。为保证水听器具有20~500 Hz的针对远距离船舶辐射噪声的可探测带宽,急需提高MEMS矢量水听器在低频探测的灵敏度。该文在普...
目前微机电系统(MEMS)矢量水听器的研究出现瓶颈。大量实验表明,水听器的灵敏度与探测带宽存在着相互制约关系。为保证水听器具有20~500 Hz的针对远距离船舶辐射噪声的可探测带宽,急需提高MEMS矢量水听器在低频探测的灵敏度。该文在普通纤毛式MEMS矢量水听器的基础上,提出在柱形纤毛上集成十字扇面,通过增大声压接收面积,来提高低频探测的灵敏度。通过ANSYS Workbanch多参优化确定十字扇面的尺寸,通过ANSYS15.0对优化后的尺寸进行验证。利用微机械加工法集成扇面与柱形纤毛,利用水听器校准系统来测试扇面纤毛式矢量水听器的灵敏度,结果表明,灵敏度满足每频程6dB的增长趋势,在500 Hz时灵敏度达到-183.6dB(0dB=1V/μPa),比普通结构提高了近5dB。
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关键词
微机电系统(MEMS)
压阻传感器
ANSYS
高灵敏度
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职称材料
基于16×4阵元CMUT面阵的三维超声反射成像
被引量:
1
4
作者
胡淑敏
杨玉华
+4 位作者
裴毓
何常德
张国军
王任鑫
张文栋
《微纳电子技术》
CAS
北大核心
2023年第3期399-405,共7页
为实现非接触式三维超声反射成像,搭建了基于16×4阵元电容式微机械超声换能器(CMUT)面阵的反射成像系统。利用面阵上单个阵元发射、所有阵元接收的方式对硅油中的铝块进行了三维成像测试。采用B模式及二次谐波两种成像算法分别对...
为实现非接触式三维超声反射成像,搭建了基于16×4阵元电容式微机械超声换能器(CMUT)面阵的反射成像系统。利用面阵上单个阵元发射、所有阵元接收的方式对硅油中的铝块进行了三维成像测试。采用B模式及二次谐波两种成像算法分别对来自铝块的反射信号进行处理,获取被测物的三维图像及对应的二维切片。基于16×4阵元CMUT面阵的反射成像系统能够确定铝块的位置,实验B模式图像和二次谐波图像中铝块与换能器的距离重建偏差分别为3.63%及1.47%。该系统可实现对被测物的三维反射成像,且三维反射图像中被测铝块的表面清晰可见,重建偏差小,信噪比高。
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关键词
电容式微机械超声换能器(CMUT)
微电子机械系统(MEMS)
超声反射成像
B模式成像
谐波成像
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职称材料
基于环形相控阵的超声CT成像系统的设计
被引量:
2
5
作者
张玉
裴毓
+2 位作者
张国军
张赛
张文栋
《压电与声光》
CAS
北大核心
2021年第4期518-522,共5页
为了更好地实现乳腺癌的早期精确诊断,设计了一种基于聚焦环阵的新型超声CT成像系统。256个电容式微加工超声换能器(CMUT)环形分布于乳腺四周,采用64个换能器发射,对面64个换能器接收的方式进行,在COMSOL中依次进行256次仿真来实现环形...
为了更好地实现乳腺癌的早期精确诊断,设计了一种基于聚焦环阵的新型超声CT成像系统。256个电容式微加工超声换能器(CMUT)环形分布于乳腺四周,采用64个换能器发射,对面64个换能器接收的方式进行,在COMSOL中依次进行256次仿真来实现环形扫描。根据超声相控阵原理进行发射聚焦后,采用滤波反投影算法进行图像重建。聚焦到乳腺外部时,重建偏差值小于0.05%,聚焦到4号肿瘤时,该区域重建偏差值仅为0.002%。实验结果表明,该系统可以用于乳腺癌的早期精确诊断,且能提高内部肿瘤的检测质量。
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关键词
超声
相控阵
断层成像
COMSOL
滤波反投影算法
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职称材料
乳腺超声断层成像系统的有限元仿真分析
被引量:
2
6
作者
张玉
张国军
+1 位作者
裴毓
张文栋
《应用声学》
CSCD
北大核心
2021年第2期243-248,共6页
本文利用有限元仿真软件COMSOL进行乳腺超声断层成像仿真,仿真模型置于水中,重建区域包含乳腺软组织和一个圆形铁块障碍物。256个换能器等角度环形分布于乳腺外部,采用一个换能器发射、其余所有换能器接收的方式进行,依次进行256次仿真...
本文利用有限元仿真软件COMSOL进行乳腺超声断层成像仿真,仿真模型置于水中,重建区域包含乳腺软组织和一个圆形铁块障碍物。256个换能器等角度环形分布于乳腺外部,采用一个换能器发射、其余所有换能器接收的方式进行,依次进行256次仿真来实现环形扫描。仿真得到随时间变化的二维声压分布云图,提取接收电压获得信号矩阵。利用等角扇束滤波反投影重建算法进行图像重建,仿真实验结果证明了换能器呈360◦进行环形扫描的方式可行。
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关键词
COMSOL
仿真
超声断层成像
有限元
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职称材料
题名
基于256阵元环形阵列的乳腺反射成像系统设计
1
作者
胡淑敏
杨玉华
吴菲
裴毓
张国军
机构
中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室
出处
《中北大学学报(自然科学版)》
2025年第2期230-236,共7页
基金
国家自然科学基金国家重大科学仪器研制项目(61927807)。
文摘
超声断层成像作为一种新兴的乳腺癌影像学检测手段,具有无辐射、低成本的优点。现有的乳腺超声成像系统所用阵列多为线型阵列,获取完整被测切片图像需要依靠机械移动或旋转,在实际操作中存在一定的困难和误差。本文设计了一种基于256阵元环形阵列的反射式超声成像系统,将常见的B模式成像应用于环形阵列成像的同时,给出了环形阵列背景下时间反转成像算法的实现方法。通过仿真实验和乳房体模实测,初步验证了该基于环形阵列的反射超声断层成像系统的可行性。实验结果表明,与B模式成像相比,时间反转成像结果中尺寸重建偏差最大可降低24.4%。另外,通过人体手臂测试实验证明了该方法在人体多部位测试的可行性。本文研究成果为基于环形阵列的超声成像系统的搭建提供了理论依据和技术支持。
关键词
超声反射断层成像
k-Wave
环形阵列
时间反转
Keywords
ultrasonic reflection tomography
k-Wave
ring array
time reversal
分类号
TB552 [理学—声学]
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职称材料
题名
现代地籍系统的发展与趋势
2
作者
裴毓
机构
黑龙江省农垦国土资源局
出处
《黑龙江科技信息》
2009年第3期103-103,共1页
文摘
从土地信息系统和地籍系统的现代概念出发,阐述西方某些发达国家地籍管理的发展与演变。特别介绍现代地籍系统及其建立的基本要求。
关键词
土地信息系统
地籍系统
发展
趋势
分类号
P27 [天文地球—测绘科学与技术]
P273 [天文地球—测绘科学与技术]
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职称材料
题名
高灵敏度扇面纤毛式MEMS矢量水听器
被引量:
4
3
作者
杨晟辉
丁俊文
张国军
裴毓
尚珍珍
机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
出处
《压电与声光》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期599-603,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(61127008)
国家重点研发计划基金资助项目(2016YFC0101900)
+1 种基金
山西省应用基础究研基金资助项目(201601D011035)
中国博士后科学基金资助项目(博士后编号176704)
文摘
目前微机电系统(MEMS)矢量水听器的研究出现瓶颈。大量实验表明,水听器的灵敏度与探测带宽存在着相互制约关系。为保证水听器具有20~500 Hz的针对远距离船舶辐射噪声的可探测带宽,急需提高MEMS矢量水听器在低频探测的灵敏度。该文在普通纤毛式MEMS矢量水听器的基础上,提出在柱形纤毛上集成十字扇面,通过增大声压接收面积,来提高低频探测的灵敏度。通过ANSYS Workbanch多参优化确定十字扇面的尺寸,通过ANSYS15.0对优化后的尺寸进行验证。利用微机械加工法集成扇面与柱形纤毛,利用水听器校准系统来测试扇面纤毛式矢量水听器的灵敏度,结果表明,灵敏度满足每频程6dB的增长趋势,在500 Hz时灵敏度达到-183.6dB(0dB=1V/μPa),比普通结构提高了近5dB。
关键词
微机电系统(MEMS)
压阻传感器
ANSYS
高灵敏度
Keywords
micro electro mechanical systems (MEMS)
piezoresistive sensor
ANSYS
high sensitibity
分类号
TN55 [电子电信]
TB565.2 [交通运输工程—水声工程]
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职称材料
题名
基于16×4阵元CMUT面阵的三维超声反射成像
被引量:
1
4
作者
胡淑敏
杨玉华
裴毓
何常德
张国军
王任鑫
张文栋
机构
中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室
出处
《微纳电子技术》
CAS
北大核心
2023年第3期399-405,共7页
基金
国家自然科学基金国家重大科学仪器研制项目(61927807)。
文摘
为实现非接触式三维超声反射成像,搭建了基于16×4阵元电容式微机械超声换能器(CMUT)面阵的反射成像系统。利用面阵上单个阵元发射、所有阵元接收的方式对硅油中的铝块进行了三维成像测试。采用B模式及二次谐波两种成像算法分别对来自铝块的反射信号进行处理,获取被测物的三维图像及对应的二维切片。基于16×4阵元CMUT面阵的反射成像系统能够确定铝块的位置,实验B模式图像和二次谐波图像中铝块与换能器的距离重建偏差分别为3.63%及1.47%。该系统可实现对被测物的三维反射成像,且三维反射图像中被测铝块的表面清晰可见,重建偏差小,信噪比高。
关键词
电容式微机械超声换能器(CMUT)
微电子机械系统(MEMS)
超声反射成像
B模式成像
谐波成像
Keywords
capacitive micromechanical ultrasonic transducer(CMUT)
micro-electromechanical system(MEMS)
ultrasonic reflection imaging
B-mode imaging
harmonic imaging
分类号
TB552 [理学—声学]
TH703 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
基于环形相控阵的超声CT成像系统的设计
被引量:
2
5
作者
张玉
裴毓
张国军
张赛
张文栋
机构
中北大学动态测试省部共建实验室
出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2021年第4期518-522,共5页
基金
国家自然科学基金国家重大科学仪器研制资助项目(61927807)
国家重点研发计划基金资助项目(2019YFC0119800)
+1 种基金
山西省重点研发计划基金资助项目(201803D121089)
山西省“1331”工程重点学科建设基金资助项目。
文摘
为了更好地实现乳腺癌的早期精确诊断,设计了一种基于聚焦环阵的新型超声CT成像系统。256个电容式微加工超声换能器(CMUT)环形分布于乳腺四周,采用64个换能器发射,对面64个换能器接收的方式进行,在COMSOL中依次进行256次仿真来实现环形扫描。根据超声相控阵原理进行发射聚焦后,采用滤波反投影算法进行图像重建。聚焦到乳腺外部时,重建偏差值小于0.05%,聚焦到4号肿瘤时,该区域重建偏差值仅为0.002%。实验结果表明,该系统可以用于乳腺癌的早期精确诊断,且能提高内部肿瘤的检测质量。
关键词
超声
相控阵
断层成像
COMSOL
滤波反投影算法
Keywords
ultrasound
phased array
tomography
COMSOL
filtered back projection algorithm
分类号
TN752.6 [电子电信—电路与系统]
TB551 [理学—声学]
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职称材料
题名
乳腺超声断层成像系统的有限元仿真分析
被引量:
2
6
作者
张玉
张国军
裴毓
张文栋
机构
中北大学动态测试省部共建实验室
出处
《应用声学》
CSCD
北大核心
2021年第2期243-248,共6页
基金
国家自然科学基金国家重大科学仪器研制项目(61927807)
国家重点研发计划项目(2019YFC0119800)
+2 种基金
山西省重点研发计划项目(201803D121089)
山西省研究生教育创新项目(2019BY109)
山西省“1331”工程重点学科建设基金项目。
文摘
本文利用有限元仿真软件COMSOL进行乳腺超声断层成像仿真,仿真模型置于水中,重建区域包含乳腺软组织和一个圆形铁块障碍物。256个换能器等角度环形分布于乳腺外部,采用一个换能器发射、其余所有换能器接收的方式进行,依次进行256次仿真来实现环形扫描。仿真得到随时间变化的二维声压分布云图,提取接收电压获得信号矩阵。利用等角扇束滤波反投影重建算法进行图像重建,仿真实验结果证明了换能器呈360◦进行环形扫描的方式可行。
关键词
COMSOL
仿真
超声断层成像
有限元
Keywords
COMSOL
Simulation
Ultrasound tomography
Finite element
分类号
TB55 [理学—声学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于256阵元环形阵列的乳腺反射成像系统设计
胡淑敏
杨玉华
吴菲
裴毓
张国军
《中北大学学报(自然科学版)》
2025
0
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职称材料
2
现代地籍系统的发展与趋势
裴毓
《黑龙江科技信息》
2009
0
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职称材料
3
高灵敏度扇面纤毛式MEMS矢量水听器
杨晟辉
丁俊文
张国军
裴毓
尚珍珍
《压电与声光》
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
4
基于16×4阵元CMUT面阵的三维超声反射成像
胡淑敏
杨玉华
裴毓
何常德
张国军
王任鑫
张文栋
《微纳电子技术》
CAS
北大核心
2023
1
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职称材料
5
基于环形相控阵的超声CT成像系统的设计
张玉
裴毓
张国军
张赛
张文栋
《压电与声光》
CAS
北大核心
2021
2
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职称材料
6
乳腺超声断层成像系统的有限元仿真分析
张玉
张国军
裴毓
张文栋
《应用声学》
CSCD
北大核心
2021
2
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