关于改善图像质量和新型合成光圈方案的成像深度策略的研究:实验性调查

科学领域:

• 超声波成像 超声波成像
• 医学成像技术 医学成像技术
• 声学工程 声学工程

背景情况:

• 合成孔径 (SA) 技术比传统的聚焦束成形 (CFB) 有优势,但受到较低的传输能量的限制,限制了成像深度.
• 像机械指数 (MI) 和热指数 (TI) 这样的声学暴露参数是为CFB建立的,但对于新的SA技术则不那么重要.

研究的目的:

• 系统地研究增加输入电压对采用PZT传感器的SA技术的成像深度和图像质量的影响.
• 为了比较PZT和PMN-PT传感器在成像深度,图像质量和声学安全 (MI和TI) 方面的性能.

主要方法:

• 评估合成传输孔径 (STA) 和分离束合成孔径技术 (DB-SAT) 使用PZT传感器,输入电压范围为45V至70V.
• 测量图像质量指标,包括对比率 (CR),对比与噪音比率 (CNR) 和通用对比与噪音比率 (gCNR).
• 评估了与成像性能相结合的声暴露参数 (MI和TI).

主要成果:

• 增加PZT传感器的输入电压改善了STA和DB-SAT的CR (高达21.25%),CNR (高达36.23%),CGNR (高达21.5%).
• 观察到显著的成像深度改进 (在60V下高达7.5%),在这个电压以上出现了关键的权衡.
• 与PZT传感器相比,PMN-PT传感器在同等应用电压下显示出更高的成像深度和质量,声学安全性相似.

结论:

• 增加输入电压是一种有效的策略,可以在安全范围内提高SA超声波成像深度和质量.
• PMN-PT传感器为实现更高的成像深度和更高的图像质量提供了PZT的有希望的替代方案,这可能证明了它们更高的成本.
• 结果为系统设计人员提供了指导,在超声系统开发中平衡成本,图像质量和声学安全.