[发明专利]定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法

权利要求书

1.一种定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法，其特征在于所述检测方法步骤如下：

步骤一、获取生物组织超声背散射信号；

步骤二、截取DOI区域的背散射信号作为输入数据；

步骤三、对输入数据进行EMD分解，得到三阶本征模态函数和一个残差项；

步骤四、执行能量谱筛选：提取三阶本征模态函数能量谱，并与原信号能量谱进行相似度分析，确定包含组织微结构信息的BIMF；

步骤五、对确定出的BIMF进行估计，计算组织散射子间距信息。

2.根据权利要求1所述的定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法，其特征在于所述步骤一中，超声背散射信号的获取方式为仿真获取方式或实验获取方式。

3.根据权利要求2所述的定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法，其特征在于所述实验获取方式中，超声背散射信号收发由2MHz高频单阵元聚焦探头实现，探头聚焦距离为25mm，探测方式为单一探头背散射作用方式。

4.根据权利要求2所述的定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法，其特征在于所述仿真数据获取方式采用有限元数值求解方法。

5.根据权利要求1所述的定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法，其特征在于所述步骤二中，采用矩形窗函数截取DOI区域的背散射信号作为输入数据。

6.根据权利要求1所述的定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法，其特征在于所述步骤二中，仿真数据截取信号序列时间长度为4μs，实验数据截取信号序列长度为8.125μs。

7.根据权利要求1所述的定量超声系统中基于经验模态分解的组织微观结构检测方法，其特征在于所述步骤三的具体步骤为：

1)输入DOI区域背散射信号x(t)为原始函数，t＝1，2，...，N，N为采样点数；

2)确定输入的原始函数极值点，采用三次样条函数确定输入信号上下包络x_L(t)x_U(t)；

3)计算上下包络均值定义h_i(t)为原始函数与该包络均值的差值函数h_i(t)＝x_i(t)-m_i(t)，i表示第i次分解，分解结束得到第i个本征模态函数；

4)迭代计算判断差值函数h₁(t)是否满足IMF条件，判断决策过程采用标准偏差准则：HSD=(h(k-1)(t)-hk(t))2/h(k-1)2(t),]]>h_k(t)为第k次迭代差值函数；若H_SD≤0.15，则第i个本征模态函数成分IMF i定义为c_j(t)＝h_i(t)，i＝1，2，...，N，继续执行第5步；否则差值函数h_i(t)＝x_i(t)-m_i(t)作为输入的原始函数x_i(t)返回执行第2步；

5)存储IMF分解次数为N，判断若N≥3，继续执行第6步，否则剩余函数x_i(t)＝x_i-1(t)-c_i(t)返回执行第2步，c_i(t)为第i个本征模态函数；

6)经过上述迭代计算，获得原始函数3个本征模态函数成分IMF1，IMF2，IMF3：{c₁(t)，c₂(t)，c₃(t)}。