为低复杂性1D相位阵列超声波成像系统设计和评估加权周期性稀疏阵列
IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control
|September 13, 2024
概括
权重周期稀疏阵列 (wPSAs) 通过抑制格叶来降低超声波成像的复杂性. 这种方法增强了图像对比度,特别是对于便携式系统,具有临床应用的潜力.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 声学 声学 在声学方面
- 阵列信号处理 阵列信号处理
背景情况:
- 稀疏阵列通过减少活性元件和电路来简化超声波成像系统.
- 一维 (1D) 稀疏数组对于小型化系统至关重要,如手持式或基于智能手机的设备.
- 之前的工作建立了设计1D周期稀疏数组 (PSA) 的分析方法.
研究的目的:
- 通过结合光圈权重功能来增强1DPSA的设计.
- 为了抑制超声波束图案中的格子叶片,使用圆的矩形权重函数.
- 在格叶抑制,对比度,分辨率和信号与噪声比率方面评估加权PSA (wPSA) 的性能.
主要方法:
- 开发了一种设计wPSA的方法,通过卷曲基础和权重阵列光圈函数,然后再进行上采样和进一步卷曲.
- 确定发送和接收PSA模式并导出相应的光圈权重函数.
- 利用脉冲波 (PW) 模拟和幻影成像实验与一维相位阵列验证设计.
主要成果:
- 在模拟中,wPSAs与标准PSA相比显示出更好的格叶抑制.
- 幻影成像显示,由于抑制的格叶,与wPSAs的对比度增强,在侧面分辨率上有轻微的权衡.
- 信号与噪声比 (SNR) 随着度因子 (SF) 的提高而下降,但在wPSA和PSA之间仍然可比.
- 在体内心声学揭示了wPSAs的临床潜力,特别是在高SFs.
结论:
- 通过抑制格叶,wPSA方法有效地提高了超声波系统中的图像对比度.
- wPSA提供了一种方法,以更大的稀疏度实现可比的图像质量,进一步降低系统复杂性.
- wPSA技术在推动开发更紧,更高效的超声波成像设备方面显示出显著的前景.
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