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1、第卷第期声学学报,!年月!,医学超声中的合成孔径方法万志文侯朝焕中国科学院声学研究所北京年月日收到年月日定稿摘要血管内超声成像为心血管疾病诊断和治疗提供了一种新方法。由于人体内血管直径有限,阵元和体外控制单元间连线数目要受到限制,用传统相位阵成像方法得到的图像,质量不能令人满意。因此血管内超声成像采用了合成孔径聚焦方法,,!并引入了最优滤波器加入最优滤波器后图像分辨率得到了进一步提高,并能有效地抑制回波旁瓣本文对合成孔径聚焦方法和最优滤波器设计
2、进行了讨论。!数!∀王云,‘。,云玩。,一
3、可叮,!
4、∀#∃%&∋#&∀(#)∗()+∀(,∀#)−#.#∀+.∋#)((+&,∀#)%+、vellasredueedsidelobes引言近年来,一种新的医疗影像技术一血管内超声成像技术,受到了人们普遍关注。这种技术的基本思路是把一个微型高频换能器通过探针穿刺送入人体血管内,换能器发射高频脉冲并接收回波,再将波形的幅度和相位信息传到体外信息处理单元存储起来,通过对多组回波信号进行处理得到血管的声反射截面图。这种技术的出现,能将血管内的凝块在超声图像上显示出来。血管内不同类型的凝块有不同性质,但标准超声图像是由物体的散射系数决定,因而不同弹性系数的凝块可
5、能会产生相似的超*国家自然科学基金资助项目:期万志文等医学超声中的合成孔径方法251声图像。血管内超声成像的长远目标是在换能器前部包一个同心水囊来产生一个由弹性系数来决定的超声图像。若有了这样的图像,就有可能对不同的凝块进行区分,例如软血栓和钙化斑块,实际上了解凝块的性质对解除血管梗阻有重要意义。合成孔径技术是数字成像处理中用于大幅度提高图像空间分辨率的一种有效手段。合成孔径技术的起源要追溯到本世纪五十年代。其最初思想产生于雷达成像领域。它不把天线作为整个ARRAY,而仅仅作为一个ELEMENT来看待,随着运载平台沿直线匀速运动,机载天线依次占据假想线阵(即合成孔
6、径)中每一个阵元的位置(这样的位置可以有数百乃至数千个),在每一个位置上发射调频脉冲,然后接收地面,目标的回波并存贮在磁介质中最终将所有的回波加权累加,成像效果将等同于空间尺寸的真实孔径。因此合成孔径技术大大提高了雷达图像的分辨率..,合成孔径图像也因此而得名目前合成孔径成像技术已不局限在雷达成像领域在超声和水声中都有应用。其最主要的优势是可以大幅度提高图像空间分辨率.1合成孔径系统的模糊函数.,模丁糊函数是用来描述对两个目标分辨能力的物理量设两个目标的距离时延差为频移差.,,,为九以第一个目标为基准距离时延和频移设为零则第一个目标的回波与发射波形一样用:复数信号
7、表示为叻l(艺)=夕(t)矽2,jo‘(l).式中绒t)称复数包络:第二个目标的回波可表示2t=。t一丁2’一‘‘一了叻()日(jof)()2()()式中九是第二个目标的频移。:二者的互相关函数为1·Z·‘2!一·‘(‘),“(‘)d‘一。(‘)。(‘一,eJfo矽‘jo‘,‘一,d‘-成成32!一·了‘·2二()矽‘fo‘,。()。(‘一)日‘一d‘成互相关,,:函数的大小由上式的积分项决定故脉冲波的模糊函数只需取积分项定义为·2!、(一‘“,一。“,。“)矽“!d‘一4左()该系统的接收信息不仅仅是在每次发、收过程中获得,而且还要综合N次接收信号处理结果.,,
8、,。得到如
