Aumento del campo de visión de ultrasonido con matrices de elementos reducidas que contienen elementos grandes

Área de la Ciencia:

• Imágenes médicas
• Tecnología de ultrasonido
• Ingeniería acústica

Sus antecedentes:

• Las aplicaciones de ultrasonido médico a menudo requieren un campo de visión (FOV) de imagen más grande.
• Las sondas de matriz lineal actuales están limitadas por el número de elementos para la expansión del FOV.
• El aumento del tamaño del elemento ofrece un enfoque alternativo para mejorar el FOV.

Objetivo del estudio:

• Investigar el aumento del FOV de las sondas de matriz lineal aumentando el tamaño del elemento.
• Analizar el impacto del acoplamiento de elementos en los patrones de haz de la matriz y la calidad de la imagen.
• Evaluar técnicas avanzadas de formación de haces para la recuperación de la resolución con elementos más grandes.

Principales métodos:

• Se utilizaron elementos acoplados para simular tamaños de elementos más grandes.
• Se examinaron los patrones de haz de la matriz utilizando transformadas de Fourier.
• Se adquirieron imágenes de fantoma y in vivo (tumor de conejo) utilizando la composición de ondas planas.
• Se empleó un sistema de posicionamiento para la adquisición de datos de apertura grande virtual (FOV de 120 mm).
• Se investigaron los formadores de haz de imagen de sustracción de nulos (NSI), factor de coherencia de signo (SCF) y varianza mínima (MV).

Principales resultados:

• Se analizaron los efectos del acoplamiento de elementos en los patrones de haz.
• Se evaluaron las métricas de calidad de imagen (resolución, contraste, SNR de moteado).
• El formador de haz MV demostró una mejora superior de la resolución (de 0,78 mm a 0,54 mm FWHM) sin aumentar la varianza del moteado.
• La formación de haces MV compensó eficazmente la pérdida de resolución debido al aumento del número F con elementos más grandes.

Conclusiones:

• El aumento del tamaño del elemento es una estrategia viable para expandir el FOV de ultrasonido.
• Los formadores de haz avanzados, en particular MV, son esenciales para mantener y mejorar la resolución de la imagen con elementos más grandes.
• Este enfoque tiene potencial para mejorar las capacidades de diagnóstico en ultrasonido médico.