医学超声内镜是检测消化道病变的重要手段之一,对胃癌、食道癌等消化道器官病变的早期诊断具有重要意义。相较于单阵元机械环扫超声内镜,相控阵超声内镜具有横向分辨率高、对比度好、信噪比高以及系统稳定性好等优点。在临床应用中,扇扫相控阵超声内镜的成像平面与穿刺针工作平面重合,可以辅助医生进行穿刺针抽吸活检手术。波束形成算法对相控阵超声内镜回波图像质量具有决定性的影响。为了提高相控阵超声内镜的图像质量,本文提出了多种自适应波束形成算法。本文首先介绍相控阵超声成像的基本原理、超声波束的指向性模式以及非自适应波束形成算法,然后研究适用于相控阵超声内镜的自适应波束形成算法,以及研究基于特征空间和基于相干系数的改进自适应波束形成算法。提出的自适应波束形成算法不仅提高了超声回波图像的横向分辨率、对比度和信噪比,而且提高了自适应波束形成算法的鲁棒性。为了降低自适应波束形成算法的运算复杂度、提高算法的运算稳定性,本文还提出了基于正反向平滑的广义消旁瓣算法。本文的主要工作有:1.基于超声回波信号模型将聚焦后的超声回波信号划分为期望信号、干扰信号和噪声信号三部分。将广义消旁瓣算法引入相控阵超声成像,在保留期望信号的同时抑制干扰信号和噪声信号,提高了超声回波图像的横向分辨率。2.提出基于特征空间的广义消旁瓣算法,利用超声回波数据的样本协方差矩阵的数学特征构造信号子空间,将期望信号与干扰信号以及噪声信号区分,提高相控阵超声内镜回波图像的对比度。3.提出高鲁棒性的自适应波束形成算法,提出的算法能够在存在声速误差、聚焦不准确、超声波束的指向性模式不理想的情况下,获得较理想的超声回波图像,提高了自适应波束形成算法的鲁棒性。4.研究基于相干系数的自适应波束形成算法,提出基于特征空间和相干系数的广义消旁瓣算法。提出的算法结合特征空间和相干系数的优势,再次提高了相控阵超声内镜回波图像的对比度。并且本文的研究优化了相干系数的计算公式,降低算法的运算复杂度。5.提出基于正反向平滑的广义消旁瓣算法,提出的算法在不使用对角加载和时间平滑等辅助算法的情况下获得了准确的超声回波图像。提高了自适应波束形成算法的运算稳定性,降低了算法的运算复杂度。