1. 超聲波束合成作用:
? 將超聲換能器轉(zhuǎn)向或聚焦在來自特定點(diǎn)(通常稱為焦點(diǎn))的信號上
? 改善超聲圖像的對比度,空間分辨率和信噪比
2. 超聲波束合成常見方法:
? 延時(shí)疊加法(delay-and-sum, DAS)
傳統(tǒng)波束合成使用延時(shí)疊加法delay-and-sum, DAS,這種波束合成方法獨(dú)立于回波數(shù)據(jù),主瓣寬度過寬,旁瓣過高,得到的圖像在分辨率和對比度上都存在缺陷。

傳統(tǒng)DAS波束合成
? 最小方差法(minimum variance, MV)
自適應(yīng)波束合成根據(jù)回波數(shù)據(jù)計(jì)算得到動態(tài)的加權(quán)值,充分利用了回波信號的特征,降低旁瓣信號,提高了圖像的分辨率。目前最常用的自適應(yīng)波束合成方法是Capon在1969年提出的最小方差法minimum variance, MV,其基本原理是通過保持期望方向上的增益不變,使陣列輸出最小化。

自適應(yīng)波束合成
3. MV波束合成
參考文獻(xiàn):Synnev?g, Johan-Fredrik, Austeng, et al. Adaptive Beamforming Applied to Medical Ultrasound Imaging.[J]. IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics & Frequency Control, 2007.
3.1. 空間平滑 Spatial Smoothing

空間平滑
M:陣元個(gè)數(shù)
L:子陣長度,一般L≤M/2
M-L+1:子陣個(gè)數(shù)


3.2 對角加載 Diagonal Loading


為常數(shù),
{·}計(jì)算矩陣的秩,采用
3.3 計(jì)算權(quán)重

4. 仿真結(jié)果
tx:固定焦點(diǎn)60mm
rx:動態(tài)聚焦dynamic focus
96陣元,4MHz,18.5mm
散射點(diǎn)深度30-80mm,散射點(diǎn)間距2mm

DAS

MV

80mm成像深度處剖面圖
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