声束聚焦

2021-07-22 15:06:24 浏览:1703

定义

声束聚焦是指在超声光束的横截面上形成焦点。 

声束聚焦是指在超声光束的横截面上形成一个狭窄的点,称为焦点。在焦点处,光束的横向分辨率也最大。在焦点之前是近场或菲涅尔区,声束在这里会聚。这个焦点的远端是声束发散的远场或夫琅和费区。聚焦分为两种主要类型:固定焦距和可调焦距,下面分别讨论。

固定焦距

单阵元超声换能器具有固定的聚焦深度,这是由换能器的设计决定的,换能器的前部有一个透镜,或者是一个凹的压电元件,使透射的超声束聚焦到一个固定的焦点上。这种类型的换能器出现在最早的超声机器上,但现在很少见,缺点是只有一个焦距。

可调焦距

现代超声机器使用两种主要技术来进行成像聚焦。

1、发射聚焦

通过给每个压电元件的激发增加一个时间延迟来实现。为了实现聚焦,最外部的阵元首先被触发,最中心的阵元最后被触发。超声波脉冲相互干涉,以产生一个复合脉冲,该脉冲在焦点上收敛。焦点深度是由这些脉冲之间的时间延迟决定的。减少阵元延迟之间的时间差,导致声束更加得发散,从而实现更深的聚焦深度。同理,增加阵元之间延迟时间差可以实现较浅的聚焦深度。

图 1 transmit focusing 

2、动态接收聚焦

边缘阵列接收到的回波比中心阵元接收到的回波飞行了更长的距离,可以通过重新调整回波相位以防止分辨率的损失。动态接收聚焦正是通过引入以深度作为函数的电子延迟来重新调整信号的相位。从较深处返回的回波施加以较小的时延,而从较浅处返回的回波则施加较大的时延。

图 2 dynamic receiving focusing 

参考文献

[1] Jerrold T. Bushberg, John M. Boone. The Essential Physics of Medical Imaging. (2011) ISBN: 9780781780575

参阅: 动态接收聚焦

超声成像

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