Luận án Tiến sĩ Công nghệ kỹ thuật Điện tử, Truyền thông: Nghiên cứu phát triển một số giải thuật nâng cao chất lượng tạo ảnh siêu âm cắt lớp

Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng và phát triển các phương pháp, mô hình, giải thuật và công cụ nhằm nhằm tăng tốc việc lấy mẫu,nâng cao chất lượng tạo ảnh siêu âm cắt lớp sử dụng kỹ thuật kết hợp tần số, kỹ thuật lấy mẫu nén giả ngẫu nhiên.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Công nghệ kỹ thuật Điện tử, Truyền thông: Nghiên cứu phát triển một số giải thuật nâng cao chất lượng tạo ảnh siêu âm cắt lớp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Quang HuyNGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MỘT SỐ GIẢI THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG TẠO ẢNH SIÊU ÂM CẮT LỚP Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 62520203 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG HÀ NỘI - 2019 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Quang HuyNGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MỘT SỐ GIẢI THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG TẠO ẢNH SIÊU ÂM CẮT LỚP Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 62520203 Người hướng dẫn: PGS. TS. Trần Đức Tân LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả được trình bày trong luận án là công trìnhnghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn PGS. TS. Trần ĐứcTân. Các số liệu, kết quả trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa đượccông bố trong bất kỳ công trình nào trước đây. Các kết quả được sử dụng đểtham khảo đều đã được trích dẫn đầy đủ và theo đúng quy định. Hà Nội, ngày 30 tháng 3 năm 2019 Tác giả Trần Quang Huy LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Bộ môn Vi cơ điện tử và Vi hệthống, Khoa Điện tử Viễn Thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc giaHà Nội, tôi đã hoàn thành bản luận án này. Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS. TS. Trần Đức Tân,người thầy đã luôn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất chotôi trong suốt thời gian tôi học tập và làm luận án. Tôi cũng xin được cảm ơn cácthầy, cô, anh, chị, các bạn trong Khoa Điện tử Viễn thông đã tạo điều kiện giúpđỡ, chỉ bảo và cho tôi những lời khuyên vô cùng quý báu. Tôi xin chân thành cảm ơn cơ sở đào tạo là Phòng Đào tạo, Khoa Điện tửViễn thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điềukiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thiện chương trình đào tạo. Tôi cũng xin cảmơn đơn vị chủ quản là Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện chophép tôi được tham gia học tập và nghiên cứu trong những năm làm nghiên cứusinh. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến gia đình, anh em, bạn bè, đồngnghiệp đã động viên và cổ vũ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Nghiên cứu sinh Trần Quang Huy DANH MỤC TỪ VIẾT TẮTTừ viết tắt Nghĩa Tiếng Anh Nghĩa Tiếng Việt CT Computed Tomography Chụp cắt lớp điện toán US Ultrasound Siêu âm UST Ultrasound Tomography Siêu âm cắt lớp MRI Magnetic Resonance Imaging Chụp ảnh cộng hưởng từ Chụp cắt lớp bằng bức xạ PET Positron Emission Tomograpgy positron Single Photon Emission Chụp cắt lớp điện toán bằng SPECT Computed Tomography bức xạ đơn photon Phương pháp lặp vi phân DBIM Distorted Born Iterative Method Born CS Compressed Sensing Lấy mẫu nén DCS Deterministic CS Lấy mẫu nén giả ngẫu nhiên DF Dual Frequency Hai tần số MF Multiple Frequency Đa tần số Computerized Ultrasound Risk Đánh giá nguy hiểm sử dụng CURE Evaluation siêu âm điện toán High-resolution Ultrasonic Siêu âm cắt lớp độ phân giải HUTT Transmission Tomography cao MoM Method of Moment Phương pháp moment Bài toán bình phương tối LSP Least Square Problem thiểu RRE Relative Residual Error Sai số thặng dư tương đối RoI Region of Interest Vùng quan tâm DANH MỤC HÌNH VẼHình 1.1. Ảnh chụp u lành khi siêu âm ngựcHình 1.2. Minh họa cấu hình hệ đo sử dụng hiệu ứng tán xạ. Việc bố trí máyphát/thu sẽ cho dữ liệu gián tiếp về đối tượng, áp dụng kỹ thuật tái tạo sẽ thuđược là ảnh thể hiện phân bố tốc độ truyền sóng, từ đó nhận diện được đối tượngHình 1.3. Mặt cắt dọc hàm mục tiêu lý tưởng (đường nét liền) và hàm khôi phục(đường nét đứt) sử dụng phương pháp xấp xỉ Born bậc 1. Hàm mục tiêu lý tưởnglà hình trụ tròn có bán kính 5λ và các giá trị là (a) 0.25π, (b) 0.5π, (c) π và(d) 2πHình 1.4. Đồ thị so sánh lỗi chuẩn hóa của phương pháp kết hợp BIM-Interpolation-DBIM và phương pháp DBIM truyền thốngHình 1.5. Mặt cắt dọc hàm mục tiêu lý tưởng (hình trụ tròn có bán kính 2λ, , đường nét liền) và hàm khôi phục (đường nét đứt) khi giá trị mật độthay đổi. Cột 1: , Cột 2: , Cột 3: , Cột 4:Hình 1.6. Cấu hình đo đều: Các máy phát (hình sao) và máy thu (hình chữ nhật)bố trí cách đều nhau trên hệ đoHình 1.7. Cấu hình đo ngẫu nhiên: Các máy phát (hình sao) bố trí cách đều nhautrên hệ đo và các máy thu (hình chữ nhật) bố trí ngẫu nhiên trên hệ đoHì ...