Ứng dụng kỹ thuật kết hợp tần số nhằm nâng cao chất lượng ảnh siêu âm cắt lớp (Luận văn thạc sĩ)

NG

NG D NG K THU T K T H P T N S

NH M NÂNG CAO CH T

NG NH SIÊU ÂM C T L P

Công Ngh
K thu

n T - Vi n Thông
nt

Mã s : 60 52 70

-

2013


kéo theo nh ng h l y là
ng b h y ho i, nhi u lo i b nh m i nguy hi

t hi n,

trong s
u tr
-

m

-Mode v ch
do ch

ng nh v

trong khôi ph c nh. Các k t qu
t t.

c s t t.

2t ns
xu t cho k t qu


,
c làm vi c cùng th y,

ch d n nhi t tình
v i

K

T
s h tr m t ph n t

(CN.13.08)

ch

tài c


c

is

n ph m c a quá trinh nghiên c u, tìm hi u
ng d n và ch b o c a các th

môn, trong khoa và các b
nghiên c u c

u hay các công trình
làm lu n

này.

N u vi ph m, tôi xin ch u m i trách nhi m.

ng


.................................................................................................................0
.......................................................................................................................4
.....................................................1
..............................................................................................2
.........................................................................................3
U .............................................................................................4
1.1. T

1.2. T

NH Y SINH ................................................................................4

..........................................................................................16
.................................................................17

2.1. L P VI PHÂN BORN (DBIM)..............................................................................17
2.2. B
..............................................................................................19
2.3. CH S PH QUÁT CHO CH
NG NH.........................................................21
..................................................................24
3.1.
3.2. T

...........................................................................................................24
. .......................................................................................25
...............................................................................................31
...................................................................................................................41
.............................................................................................42

PH L C 1: CODE MATLAB DBIM.........................................................................44
PH L C 2: CODE MATLAB DBI

XU T ......................................................51


BIM

Born Iterative Method

DBIM

Distorted Born Iterative Method

pháp L p vi phân Born

mm
N
m/s
m/s

Pa
Pa
Pa
rad/m

1

p Born
-


x

...............26

x

...............27

x

...............28

x

...............29

err th c hi n

f1

.........................31

err th c hi n

f2

.........................31

err th c hi n k t h p 2 t n s DF - DBIM (N = 22) ...............32
Q th c hi n

f1

......................32

Q th c hi n

f2

......................32

Q khi th c hi n DF - DBIM (N = 22).................................32

2


Hình 1.1: Minh h a nguyên lý máy CT................................................................5
Hình 1.2: Moment t ............................................................................................6
Hình 1.3:

máy MRI ....................................................................................9
nguyên lý siêu âm ....................................................................13
....................................................................................17
c l p (máy phát = 44, máy thu = 22) ....................26
c l p (máy phát = 15, máy thu = 7) ......................27
c l p (máy phát = 22, máy thu = 11) ....................28
c l p (máy phát = 27, máy thu = 14) ....................29
(N = 22)........................................................31
.................................33
.................................34
................................35
6 (N = 22) .................................36
.................................37
.................................38
.....................39

: M t c t th

a hàm m c tiêu khôi ph c. ..39

3


1.1.

v

nh y sinh
-

(magnetic resonance imaging), Siêu âm (ultrasound).
1.1.1. Ch p c t l p CT
CT là t vi t t t c
c t o t hai t
trong ti ng Hy L
ng và graphy là mô t . V y có th hi u CT
p nh các lát c t b
o hình
th b nh nhân. CT còn có tên g i khác là CAT (Computed axial tomography).
c nguyên lý:
B
p X-quang bao gi
thu t viên b t b
ng gi a
m t máy phát tia X và m t t m phim. Sau khi ch p b n s th y trên phim k t qu có
nh

m nh t khác nhau mô t
b n. Tia X có b n
ch t gi ng v i ánh sáng b n th y hàng ngày
nt
c sóng
r t nh
ng l n nên có kh
tm
b n, nó s b
h p th m t ph
ng tia X gi m tuân
nh lu t Beer :
I=
ng tia

exp(-

(1.1)

u và sau.

s suy gi m tuy n tính c a v t li
ng tia X c a v t ch t.

m

p th tia X khác nhau. Vì v
kh
s g m các
ng khác nhau, m

nhau nên trên phim s có các vùng sáng t i mô t

ng lên phim khác
b n.

m khác bi t và ph c t

-quang
ng. M
cs d n
b n. phía bên
tm tt
i ta dùng các máy thu (Máy thu
ghi l i tín hi u
này. Tia X và máy thu s quay xung quanh b
o quay v n n m trên m t
4


m t ph
l y d li u v lát c t này. Toàn b nh ng d li u này g i là d li u thô
(raw data). Chúng ta không th hi
c các d li u này. Vì v y ph i dùng t i các
bi
i các d li u thô thành hình nh. Các thu t toán
ng dùng bi
i là : filtered back-projection (v i b l c Laks hay Sheep-Logan)
ho c expectation-maximization (EM). Các nh tái t o là các
i ta
ng dùng s HU (Hounsfield unit) hay còn g i là s

bi u th m c xám c a
nh CT.

Hình 1.1: Minh h a nguyên lý máy CT
Vi c bi

i d li u thô thành hình
i vi c gi i r t nhi u
c t p, vì v y c n các máy tính m nh. Vào th
nên ta có th hi u vì sao thi t b
u tiên c a
Hounsfield m t vài gi
l y thông tin thô trên m i lát c t và m
tái t o
thành hình nh. Hi n nay thì các máy CT hi
i có th l y thông tin thô trên 256 lát
c t trong cùng m t lúc,kho ng cách gi a các lát cát vào kho ng 1mm và ch m t ít
tái t o hình nh có kích t
gi i thi u m t th h CT 320 lát c t. Các máy CT có kh
ng th i trên
nhi u lát c
c g i là MS-CT (multi-slice CT).
Hi n nay h u h
u có ph n m m tái t o hình nh 3D t các slice.
Các ph n m m này cho phép bác s
theo m i
ng, có th c t l i trên nhi
ng khác nhau.
m:
c s d ng r ng rãi vì cho hình nh r t s

n cao,
nhanh. Nh các ph n m m, chúng ta có th s d ng các d li u m t cách linh ho t.
p X quang b n không có c m giác gì
khi ch p CT. B n có th ch c m th
u khi ph i n m trong m t cái vòng
l
n không ph i n m lâu. M i ca ch p
ng ch t n kho ng vài
phút. Trong m t s
ng h
p kh i u, m
n ph i tiêm thêm ch t
5


ph

n c a nh ch p. Hóa ch

t ti n và làm

a b n.
Khi s d
c
b

háp ch
an toàn v i tia X. Khi ch p CT b n không có c
c
p th m

ng tia X nh
nh g i là li u h p th Khi b n ch p
ng b
p th m t li u b ng li u b n h p th t
ng t

nhiên trong kho
R
tr l i chung chung m
ch
nào thì v n an toàn vì
nó còn ph thu c thi t b và nhi u y u t khác n a. Tuy nhiên, có th nói r ng càng
h n ch ch p càng t t.
1.1.2. Ch p c

ng t MRI

Nguyên lý
u bi t m i v t th
c c u t o t nguyên t . H t nhân nguyên
t
c c u t o t các proton (m
n tích +1) và các neutron (không
n tích). Quay quanh h
n tích âm). Trong
nguyên t
n tích, s proton c a h t nhân b
electron c a
nguyên t
t c các ti u th

u chuy
ng. Neutron và proton quay quanh
tr c c a chúng, electron quay quanh h t nhân và quay quanh tr c c a chúng. S quay
c a các ti u th nói trên quanh tr c c a chúng t o ra m t mômen góc quay g i là spin.
Ngoài ra, các h
n tích khi chuy
ng s sinh ra t
ng. Vì proton có
o ra m t t
ng, gi
t thanh nam châm
nh , g i là mômen t .

Hình 1.2: Moment t
6


Nh
c tính v
m nh, v t th
th . Khi h p th , trong v t th
c
ng c a các v t th
Còn khi b c x , v t th

t m t v t th vào trong m t t
ng
p th và b c x l
nt
m tt ns c

n ra hi
ng c
ng t h t nhân. T n s
ng n m trong d i t n c a sóng vô tuy n.
u vô tuy n

chúng ta c u t o ch y u t
c (60-70%). Trong thành ph n c a phân
t
c luôn có nguyên t hydro. V m t t tính, nguyên t hydro là m t nguyên t
c bi t vì h t nhân c a chúng ch ch
t mômen t l n. T
u này d n t i m t h qu là: n u ta d a vào ho
ng t c a các nguyên t hydro
ghi nh n s phân b
c khác nhau c
thì chúng ta có th ghi
hình và phân bi
t khác, trong cùng m
b
ud
ns
i phân b
c t i v trí t
n ho
ng
t t
i so v
n.
ng d ng nguyên lý này, MRI s d ng m t t

ng m nh và m t h th ng
phát các xung có t n s vô tuy
u khi n ho
n t c a nhân nguyên t ,
mà c th là nhân nguyên t hydro có trong phân t
cc
, nh m b c x
i d ng các tín hi u có t n s vô tuy n. Các tín hi u này s
cm th
th ng thu nh n và x
t o ra hình nh c
ng v
t
Quá trình ch p MRI g

n. Nguyên lý c

n 1: S p hàng h t nhân
M

ng v t ch
u có m t mômen t t o ra b i spin n i
t ic
u ki
ng, các proton s p x p m t cách ng u nhiên nên
mômen t c a chúng tri t tiêu l
ghi nh n
vào máy ch
ng t
ng m nh c a máy, các

mômen t c a proton s s
ng ho
ng c a t
ng. T ng t t c mômen t c
cg
hóa th c. Các
s p hàng song song cùng chi u v
ng t
ng máy có s
ng l
s
c chi u và chúng không th tri t tiêu cho nhau h
hoá th
ng c
ng thái cân b ng. Trong
tr ng thái cân b ng không có m t tín hi u nào có th
c ghi nh n. Khi tr ng thái cân
b ng b xáo tr n s có tín hi
c hình thành.
Ngoài s s
ng c a t
ng máy, các proton còn có chuy n
o, t c quay quanh tr c c a t
ng máy. Chuy
o là m t hi
ng
v t lý sinh ra do s
at
ng quay c a proton. Chuy n
o gi

o
quanh tr c c a t
ng bên ngoài .T n s c a chuy
o n m trong d i t n s
c a tín hi
nh b
7


t ns v
hi
ng c

o thì proton h p th

ng xung t o nên

ng t h t nhân.
n 2: Kích thích h t nhân

n s p hàng h t nhân, cu n phát tín hi u c a máy phát ra các xung
n t ng n g i là xung t n s vô tuy n. Vì các xung phát ra có t n s
ng
v it ns c
ng c a proton nên m t s
ng s
c proton h p th . S
h p th
ng này s
hoá làm chúng l ch kh

ng c
ng máy. Hi
ng này g i là kích thích h t nhân
Có hai khái ni m quan tr ng trong x lý tín hi
v it
ng c a máy và t hóa ngang, vuông góc v i t

hóa d c, song song
ng máy.

T hóa d c là hi
ng t hóa do
ng c a t
tr ng thái cân b
trên. Tr
n khi có
m
hoá l ch kh
ng c
ng máy. Khi
phát xung RF, sau m t th
hoá l i khôi ph c tr v v trí d c
u. Quá trình khôi ph
ng d c c a t
ng máy g i là quá trình dãn
theo tr c d c . Th i gian dãn theo tr c d c là th i gian c n thi
hi
ng t hóa
d
t 63% giá tr

u c a nó. Th i gian này còn g i là th i gian T1.
T hóa ngang x
ng là xung 900.
Do hi
ng c
hoá l ch kh
ng c
ng máy
và b
ng ngang t
hóa ngang . T hóa ngang là tr ng thái
không
nh, kích thích và nhanh chóng phân rã khi k t thúc xung RF. T hoá ngang
t quá trình dãn g i là dãn theo tr c ngang. Khi ng
hóa
ngang m t pha, suy gi m nhanh chóng và d n d n tr v 0. Th i gian c n thi
63%
giá tr t
u b phân rã g i là th i gian dãn theo tr c ngang . Th i gian này
còn g i là th i gian T2. Th i gian T2 ng
nhi u so v i th i gian T1.
n 3: Ghi nh n tín hi u
Khi ng t xung RF, các proton h t b kích thích, tr l i s
i nh
ng c a t
ng máy . Trong quá trình này, khi mômen t c a các proton khôi
ph c tr l i v trí d
u, chúng s b c x
i d ng các tín hi u t n
s vô tuy n. Các tín hi u này s

c cu n thu nh n tín hi u c a máy ghi l i.
n 4: T o hình nh
Các tín hi u vô tuy n b c x t v t th
c cu n thu nh
c a máy ghi l i s
cx
t o ra hình
b c
kh
c th hi n trên phim ch p theo m t thang màu t
tín hi

8

n tín hi u
x t m t
tr
n
u.


Hình 1.3

máy MRI

a c u trúc các mô m
i,
i
ct ob
pháp khác, khi n MRI tr thành công c trong ch

nh th i k
các kh i u tr
.
t b ng kim lo i c y trong
c phát hi n) có th ch u
ng c a t
ng m
d ng v i các b nh nhân mang thai
u, tr khi th t c n thi t.
1.1.3. Ch p siêu âm
Siêu âm là m t lo

c truy
ng v t
ng vào các phân t v t ch t c a môi
ng kh i v trí cân b ng, m
i nh
ng theo, t o thành sóng lan truy n
ng. chính vì v y siêu âm không th truy n
ng chân
nt .

ch t nh
phân t bên c
cho t i khi h

i 16 Hz mà tai n
âm có d i t n t
s

c chia thành 3 lo i d a theo t n s . Nh ng âm thanh có t n s
i không th
c là h
a ch n. Các sóng
cg
c, còn siêu âm có t n
y v b n ch
i các dao
im ts
ng v
ns ,

, chu k ...
Chu k là kho ng th i gian th c hi n m
tính b
i gian( s, ms...)
là kho ng cách l n nh t gi

nh cao nh t và th p nh t.

T n s ( f ) là s chu k
dài c a 1 chu k
b
9

c


T
th i

ng m/s. T
siêu âm không ph thu c vào công su t
c a máy phát mà ph thu c vào b n ch t c
ng truy n âm. Nh ng môi
ng có m
phân t
i l n siêu âm truy n t
cao và ng- c l i
nh
ng có m
phân t th p t
s nh . Ví d
2700- 4100
m/s; t ch c m 1460-1470 m/s; gan 1540-1580 m/s; ph i 650c1480m/s... Trong siêu âm ch
ng l y giá tr trung
bình c a t
th là 1540m/s. Gi a t
truy
c sóng và
t n s có m i liên h
f

(1.2)

ng siêu âm (P) bi u th m
ng mà chùm tia siêu âm truy n
. Giá tr này ph thu c vào ngu n phát , trong siêu âm ch
m
b
ng phát v i m

ng th p vào kho
n
10mw. Tuy nhiên trong các ki
ng có m
các máy siêu âm hi
i s d ng có th ch
ng
i
m
nh nhân, nh
i v i thai
nhi và tr em.
sóng âm là m
ng truy n nh-ng t n s c
ng dB. Khác v
i, nó cho bi t s khác nhau v

ng do sóng âm t
di n
sóng âm s suy gi m d n trên
sóng
ng này là m t giá tr
siêu âm t i 2 v trí trong không gian.

Nguyên lý c u t o máy siêu âm
c c u thành t 2 b ph
trung tâm và m t s b ph n h tr .

u dò và b phân x lý

u dò siêu âm.
u dò có nhi m v phát chùm tia
và thu nh n chùm
tia siêu âm ph n x quay v . D
n c a Pierre Curie và Paul
i ta có th ch t
ng
c các yêu c u trên. Hi u
n có tính thu n ngh ch: Khi nén và dãn tinh th
th ch anh theo m
nh thì trên b m t c a tinh th
góc v i l c kéo, dãn s xu t hi n nh
n tích trái d u và m
ct o
thành, chi u c
i theo l c kéo ho
c l i khi cho m t
n xoay chi u ch y qua tinh th th ch anh, tinh th s b nén và dãn liên t c
theo t n s
n và t
y hi u
n r t thích
h
ch t
u dò siêu âm.
C ut
u dò. Thành ph
nc
ch n t bao g m 1 tinh th
cn iv

10

u dò siêu âm là các ch n t . M i
n xoay chi
n


ch y qua tinh th
n. Chi u dày c a các tinh th càng m ng t n s càng cao. Vì
các tinh th th ch anh có nh ng h n ch v m t k thu t nên ngày nay nhi u v t li u
m
c s d ng trong công ngh ch t
u dò , cho phép t o
ra nh
u dò có t n s theo yêu c
ng th
c kia m
u dò ch
phát 1 t n s c
nh, ngày nay b ng công ngh m
i ta có th s n xu t nh ng
n, b ng cách c t các tinh th thành nh ng m nh r t nh t 100- 200 µm,
ng m t lo i v t li u t ng h
tr kháng th p, nh ng
u dò ki u m i có th phát v i các t n s khác nhau trên 1 d i r
-4 MHz,
th m chí 3-17MHz...v i 5 m c m
u khi
i t n s . Nh
t n này r t thu n l

i
u dò
i t p trung, song song v i tr c chính c
g
ng g n(Fresnel Zone). Chi u dài c
ng g
kính c a tinh th
loe ra g
ng xa(
Fraunhoffer Zone), nh ng b ph n c
ng g n cho hình nh
trung th
m t k thu t mu
dài c
ng g n ta có th
a tinh th
u dò, ho
ns
gi
c sóng, tuy
u này b gi i h n b i các y u t
u dò, còn
n s s làm gi
sâu c
i ta hay s d ng 1 th
h it
gi
loe c
ng xa.
D

u dò làm 2 lo i:
nt
c. N
vào cách b trí các ch n t
chúng
ta có các ki
u dò: th
u dò r qu t (
sector ). M i lo
u dò s d ng cho các m
u dò
th
khám các m ch máu ngo i vi, các b ph n nh ,
n vú,
tuy
u dò cong ch y
b ng và s n ph khoa.
u dò r qu
khám tim và các m ch máu n i t
theo m
s d ng chúng ta có r t nhi u lo
u dò khác
u dò siêu âm qua th c
qu
khám tim m
u dò n i soi khi k t h p v i b ph n quang h
khám
u dò s d ng trong ph u thu
u dò trong lòng m ch...
phân gi i c

u dò. Là kho ng cách g n nh t gi a 2 c u trúc c nh nhau
mà trên màn hình chúng ta v n còn phân bi
y có th
phân gi i
càng cao kh
t các c u trúc càng rõ nét, chính vì th
phân gi i
là m t trong nh ng ch
i ta phân bi t
phân gi i ra làm 3 lo
phân gi i theo chi u d c là kh
t2v t
theo chi u c a chùm tia ( theo chi u trên-d- i c
phân gi i ngang là
kh
t theo chi u ngang( chi u ph i-trái c
phân theo
chi u dày ( chi u vuông góc v i m t ph ng c t, vì th c t m t c t siêu âm không ph i
là m t m t ph
dày nh
phân gi i ph thu c r t nhi u vào t n
s c
u dò, v trí c a c
u thu
ng g n hay xa c
u
11


dò. M

x lý c a máy.

u dò quy

nh mà còn ph thu c vào

u dò: Trong th c hành nhi
i làm siêu âm ph i th c
hi
ph n khác nhau c
c bi t là các b nh
vi
a ch
u dò cho phù h p v i nhi m v c a mình, t t nh t
ch ng lo i sector, convex, linear. Tuy
nhiên trên th c t
u này khó x y ra, nên c n lo i b nh
u dò ít s d ng và c n
có bi n pháp kh c ph
u dò chuyên d
ch tv
ch ng lo
nt
hai lo
u cho hình nh ch
ng t t
b
làm siêu âm tim
ng có kích thn t cùng lo
u dò lo i này

ng r
làm siêu âm tim t t nh
iv
i Vi
ng thành t n s thích h p là 3,5 MHz,
tuy nhiên n u có lo
n t 2-4 MHz là t
i tr em là 5 MHz, ho c thích
h
i 4làm siêu âm b ng t
u dò
convex v
i l n là 3,5 MHz ( t t nh t 2-4 MHz ), tr em có th dùng lo i t n s
ng h p
u dò sector v n có
th
b
n giáp,
tuy n vú, tinh hoàn, m ch máu ngo
u dò linear v i t n s 7-10 MHz là t t nh t.
ph c v m
ng g n thêm m t b
cho các
u dò chuyên d
u ki n không có chúng ta v n có th s d
u
ng cho m
u dò sector là t t nh
y trong
u ki n n u ch

c ch
u dò chúng ta nên
n ho c 3,5
MHz.
L a ch

B ph n x lý tín hi u và thông tin.
Tín hi u siêu âm ph n h i t
n này mang theo thông tin v
c u trúc mà chùm tia s
trúc càng l
ng c a chùm tia siêu âm ph
xoay chi u càng l n ) và thông tin v kho ng cách t
dò. Kho
c tính b ng công th c:

u dò thu nh
n thành
chênh l nh tr kháng gi a các
chênh l ch tr kháng gi a hai c u
n x càng cao, s t
n
c u trúc ph n x
u
(1.3)

D: Kho ng cách
c: t
t: th i gian t

n khi nh n xung

Nh ng tín hi u này sau khi x lý tu theo ki u siêu âm mà cho ta các thông tin
khác nhau v c u trúc và ch
n nghiên c u.
12


Hình 1.4

nguyên lý siêu âm

Ngoài ra máy siêu âm còn ch a nhi
n m n khác nhau cho
phép chúng ta có th
c tính toán các thông s
ng cách, di n tích, th
tích, th i gian... theo không gian 2 chi u, 3 chi u. T nh ng thông tin này k t h p v i
nh
c tính toán s n s cung c p cho chúng ta nh ng thông tin
t
ng kính lnh thai nhi, có th d ki n ngày sinh, tr ng
ng thai... Ho c t th tích th t trái cu i k
bi t
c th
ng tim...
Nh ng thông tin v c u trúc và ch
trên màn
ng th

c hi n th
l i trong các b ph n ghi hình qua
n i m ng v i các
n khác. M
n ghi hình có nh
m riêng,
th c t tu theo yêu c u c th
u ki n kinh t , chúng ta có th l a
ch n cho phù h p.
các ki u siêu âm
Siêu âm ki u A
u siêu âm c
n nh t, ngày nay ch còn s d ng
trong ph m vi h
tv im
ng cách, vì nó r t chính
xác trong ch
u thu nh n t
c bi n thành nh ng xung
nh nh n, theo nguyên t
c a sóng siêu âm ph n x càng l
c a
cl
y trên màn hình chúng ta không nhìn th y hình nh
mà ch th y các xung. Th i gian xu t hi n các xung s ph n ánh chính xác kho ng
cách t các v trí xu t hi n sóng siêu âm ph n x .
Siêu âm ki u 2D:Hay còn g i là siêu âm 2 bình di n, ki u siêu âm này hi n
c s d ng ph bi n nh t trong t t c các chuyên khoa.Có th nói chính
siêu âm 2D là m t cu c cách m ng trong ngành siêu âm ch
u

tiên chúng ta có th
c các c u trúc bên trong c
và s v
ng c a
chúng, chính vì v
ra th i k ng d ng r ng rãi c a siêu âm trên lâm sàng.
13


Nguyên lý c
ng tín hi u siêu âm ph n x
u dò ti p
nh n s bi
n xoay chi
n này s mang theo 2 thông tin v
m
chênh l ch tr kháng t i biên gi i gi a các c u trúc khác nhau và kho ng cách
c a các c u trúc này so v
c x lý bi n thành các ch m
sáng có m
sáng khác nhau tu
n l n hay nh và v trí c a chúng
ng cách t
n m t phân cách có ph n h i
y các
thông tin này s
c th hi n trên màn hình thành vô vàn nh ng ch m sáng v i
c s p x p theo m t th t nh
nh tái t o nên hình nh c a
nghiên c u các c u trúc có v

ng
i ta ch t
u dò có th ghi l i r t
nhi u hình nh v
ng c a chúng các th
m khác nhau trong m
th i
y nh ng v
ng c
c th
hi n liên t c gi
ng th c c
i ta g i là siêu âm
hình nh th i gian th c ( real time). T t c các máy siêu âm hi
u là hình nh
th i gian th c.
Siêu âm ki u TM
c các thông s siêu âm v kho ng cách, th i gian
i v i nh ng c u trúc có chuy
ng, nhi u khi trên siêu âm 2D g p nhi
giúp cho vi
cd
u siêu âm M-Mode hay
còn g
u siêu âm v
ng theo th i gian,
c c t m t v trí nh
nh, tr c tung c
th bi u hi
v n

ng c a các c u trúc, tr c hoành th hi n th
y nh ng c u trúc không
v
ng s thành nh
ng th ng, còn nh ng c u trúc v
ng s bi n thành
nh n
ng cong v
tu theo m
v
ng c a các c u trúc này. Sau
ng hình chúng ta có th d
c các thông s v kho ng cách, biên
v
ng, th i gian v
ng...Ki
c s d ng nhi u trong siêu âm tim
m ch.
Siêu âm Dop
t ti n b l n c a siêu âm ch
cung c p thêm nh ng thông tin v huy
ng, làm phong phú thêm giá tr c a siêu âm
trong th
c bi
i v i siêu âm tim m ch. Ki
c
gi i thi u trong m t ph n riêng.
Siêu âm ki u 3D. Trong nh
a vào s
d ng m t s

c, ch y u là s n khoa. Hi n nay có 2 lo
i
tái t o l i hình nh nh
ng hình máy tính và m t lo
c g i là
3D th c s hay còn g i là Live 3D. Siêu âm 3D do m
u dò có c u trúc khá l n, mà
i ta b trí các ch n t nhi
n, ph i h p v i ph
pháp quét hình theo chi u không gian nhi u m t c t, các m t c t theo ki u 2D này
c máy tính l-u gi l i và d ng thành hình theo không gian 3 chi u. Ngày nay có
m t s máy siêu âm th h m
u cho c tim m ch, tuy nhiên ng

14


d ng c a chúng còn h n ch do k thu
cao.

i ph c t

c bi t là giá thành

Trong Y h c ngày nay, chu
nh b ng hình nh là m t công c
cl c
cho các bác s trong vi c phát hi n s
u tr b nh. Siêu âm là m
chu

c s d ng ph bi n v
m n i tr i so v
p c ng h ng t MRI, X quang, là an toàn do không s d ng
các phóng x ion hóa, không s d ng t
ng m nh (t
ng m nh có th
ng
t i các v t kim lo
), th c hi
a giá thành l
i
r so v
n.
Siêu âm (ultrasound) là m

o sát hình nh h c b ng cách cho

m t ph n c
ti p xúc v i sóng âm có t n s
th . Siêu âm không s d ng các phóng x

t o ra hình
nh siêu âm

c ghi nh n theo th i gian th c nên nó có th cho th y hình nh c u trúc và s
chuy
ng c a các b ph
k c hình
y
trong các m

K thu t t o nh s d
c s d ng cho nhi u ng d ng t r t
s m, nh t là trong quân s
ng 1910. M t ng d ng to l n nh t trên
nguyên lý k thu t sonar trong Y t là t o nh A-mode (1968) và B-mode (1972)
[1]. nh B-mode có nh
m khi
thay th
ng hình nh còn h n ch , không th
phát hi
c các d v
c nh
c sóng. Siêu âm c t l p cho ch t
ng hình nh t
n th ng B-mode và có kh
n
c v t th
c nh
c nghiên c u và ng d ng.
Siêu âm c t l p d a trên nguyên lý tán x
c phát tri n t nh ng
u c a th p k 70 d
lý thuy t s d ng trong X-quang và c t l p h t
nhân.

UCT

(Techniscal Medical Systems) [5
15

L a ch n siêu âm c t l p vì nó k th

m c a siêu âm nói chung,

m m nh c a siêu âm c t l

bên trên.

y ch p siêu âm c t l p là t
n th ng Bmode trong Y sinh hi
áp d ng ph bi n do ch
ng ch p
v n còn th p. Vì th c n thi t ph i c i ti n nâng cao ch
ng ch p siêu âm c t l p,
i dung lu
th c hi
i ti ng trong
siêu âm c t l p là l p Born (Born iterative method BIM) và l p Born bi
i
(Distorted born iterative method DBIM),
ng hình nh t
ch n
nâng cao ch
ng nh ch p siêu âm c t l p s d ng k t h p 2 t n s .
xu t
này cùng v i nh ng nghiên c u khác trong b môn n
ng nghiên c u ch p
nh siêu âm c t l p t
12-15].

1.2.
nguyên lý ho

16


2.1.

L p vi phân born (DBIM)

Vi c th c hi

c t có th làm theo 2 cách sau:

Cách 1: T t c
uc
nh trong su
V t th s
c xoay quanh tr c trung tâm v
c nh
nh. Nh n xét r ng
m
ix
m b o không
b hi
ng d ch pha gây l i khi khôi ph c nh [6] .
Cách 2: C
nh v t th , t i m t v
máy thu v
i x ng. Trên th c t ch c n m

ng v i m t v
ch máy ph
ng d ch chuy n m
ng.

17

nh s ti
c hi n Nr l
t góc thì Nr máy thu kia


2

r
0 if

1
c12

1
c02
r

f

if

r

R

(2.1)

R

),R
1

không gi
(2.2)

(2.3)
(2.4)
p sc r là sóng tán x , p inc r là sóng t i và G(.) là hàm Green.

(2.5)

[7]:
(2.6)

(2.7)
trong
(2.8)

B

ma tr n

là ma tr n

ng v i h s G0

ng v i h s G0

các pixel t i máy thu,

a các pixel, I là ma tr

toán t chéo hóa [7].

18

C

là

, và D(.) là


.
(2.9)

(2.10)

: L p vi phân Born

2: while(

) or( RRE <

), do

{
3:

,

,

)

4:
5:

)

6:
7:

)
;

}

(2.11) [7].

2.2.

(NCG) [7][8].
(2.10)

19


: NCG method

.
.
4: for

do

5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12: if

, then

13: Break iterations
14: end if
15: end for

[13]:
(2.12)
9].

: The power iteration method with Rayleigh quotient

2: for

do

3:
4:
5: if

then

6: Break iterations
7: end if
20