三维超声成像技术：MATLAB下的数据处理与重构

本文介绍了一种三维超声数据采集、存储和处理的方法，结合了超声实验设备、数据采集卡和MATLAB软件的应用。实验环境是超声扫描实验，使用2 MHz圆盘形单振子换能器进行机械扇扫三维扫描。数据采集卡NI PCI-6251用于接收和数字化超声回波，数据以扇扫角度和深度的数组形式存储在LabVIEW中。完成扫描后，数据以文件形式存储，并在MATLAB中进行三维图像重构和处理。 在三维超声采集部分，使用了一个2 MHz的换能器，通过机械扇扫方式实现三维扫描，覆盖900的圆锥形空间。数据采集过程中，扇扫电机和水平电机协同工作，形成一组角度均匀的扇形组，构成三维超声扫描的数据集。每次扇扫完成后，数据以文件形式存储，随着水平电机的步进，不断积累形成完整的三维数据。 在三维数据存储环节，扇形扫描信息以数组形式存储，数组元素代表量化后的超声回波强度。每个扇扫周期的数据被保存为单独文件，完成一次锥形扫描后，所有文件组合成三维数据数组。这些数据可以被MATLAB读取并进行后续处理。 在MATLAB中，进行了基于表面轮廓法的三维图像重构，研究了平滑领域参数和轮廓提取阈值对重构效果的影响。此外，还对重构后的三维图像进行了旋转、切割和切片操作，以便从不同角度观察立体图像，同时进行生物测量，如距离和体积测量，其相对误差在8.00%以内，显示了较高的测量精度。重构后的图像保持了原始物体的形状和大小，证明了该方法的有效性。 关键词涉及：三维超声成像、MATLAB、表面轮廓法重构和图像处理。这些技术在医学诊断、生物测量等领域具有广泛的应用潜力，通过MATLAB的处理，能够提供更直观、准确的三维图像信息。