超声自动对焦:通过可差光束成形来优化常见的中点相位错误

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 声学 声学 在声学方面
• 波浪传播 波浪传播

背景情况:

• 超声波成像遭受异质介质引起的相位偏差,降低图像分辨率和对比度.
• 适应性成像技术旨在纠正这些偏差,以改善焦点和图像质量.

研究的目的:

• 提出和验证一种用于超声波成像中的偏差校正的新型自动对焦范式.
• 使用常见中点相位误差 (CMPE) 作为相位偏差量化和校正的可靠措施.

主要方法:

• 通过优化CMPE,将声速场适用于压力测量.
• 采用直射波传播模型和可微分束形状,用于代焦点改进和速度场估计.
• 利用波场测量和双向飞行时间的直线线积分解决方案,避免显式时间步骤模型.

主要成果:

• 常见的中点相位误差 (CMPE) 被证明是异质介质中相位偏差的可靠指标.
• 提出的方法成功地提高了图像的焦点,同时估计了声速场.
• 在 in silico 模拟, in vitro 幻影和 in vivo 哺乳动物模型中成功验证.

结论:

• 开发的声学自动对焦范式有效地纠正了超声波成像中的相位偏差.
• 该方法可实现分布式偏差量化,校正和速度估计,用于增强的医疗超声波应用.
• 这种方法为改善超声波图像质量提供了切实可行的解决方案,而不需要复杂的波传播建模.