Maliyet verimli ultrasonik ultrasonik görüntüleme sistemleri için altdizisel sinyal işleme

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, maliyet verimli ultrasonik görüntüleyiciler için uzaysal frekans ortamında enterpolasyona dayalı bir dizisel. sinyal işleme tekniği geliştirilmiştir. Bu teknik, az sayıda aktif dizi elamanı içeren altdiziler kullanarak büyük bir transdüser dizisiyle görüntüleme sağlayabilmektedir. Sentezlenen dizi için merkezi bir verici altdizi ve birbiriyle çakışmayan, sıralı alıcı altdiziler kullanılmıştır. Her alıcı altdizi üzerinde verici altdizi eleman sayışma eşit paralel aktif dizi elemanı vardır. Görüntü düzlemini tarayan açı sayısı tek bir verici-alıcı aldizi kombinasyonu için uzaysal Nyquist kriterini sağlayacak şekilde seçilmekte ve tarama açılarının sayısı sentezlenen transdüser dizisi için gerekli olan en az demet sayışma enterpolasyon yoluyla çıkarılmaktadır. Herbir verici-alıcı altdizi kombinasyonu için işlem tekrarlanmakta ve enterpolasyonla artırılan tarama açıları bütün bir uzayı görüntülemek için uygun bir şekilde toplanarak düşük çözünürlüklü görüntülerden yüksek çözünürlüklü görüntüyü oluşturmaktadır. Enterpolasyonda, her altdizi için farklı frekans bandına sahip doğrusal filitreler kullanılmıştır. Geliştirilen tekniğin verimliliği tek ve iki boyutlu transdüser dizileri üzerinde ultrasonik görüntüleme için simülasyonlarla incelenmiştir. Bu teknikle görüntü alanında veri toplama işlemi için kullanılan demet sayısı oldukça düşürüldüğünden ve ateşleme sayısı da transdüser dizisindeki altdizi sayısı kadar azaltıldığından, gerçek zaman görüntüleme düşük bir haraket etkisiyle başarılabilmektedir. Teknik az sayıda aktif dizi elemanı kullanarak evreli dizi tekniği görüntü kalitesine denk bir görüntüleme sağlamıştır.

VII ABSTRACT A subaperture signal processing technique in spatial frequency domain is presented for cost effective ultrasound imaging with high frame rates and beam density. The technique provides imaging by multiplexing subapertures with a small number of active parallel array elements over a large transducer array. The overall aperture system is synthesized with a transmit subaperture at the array center and non-overlapping receive subapertures, each consisting of a small number of parallel active elements. The number of beam lines scanning image plane is selected according to the spatial Nyquist criteria of a single transmit-receive subaperture and this number is increased by digital interpolation to the required beam count for full synthesized array. For every transmit- receive subaperture combination the process is repeated and the beam lines are added to form the high resolution image from the low resolution images. A linear filter with a different spatial frequency band for each subaperture is employed as the interpolation filter. The performance of the technique is examined via simulations on one and two dimensional arrays. In this approach, the number of acquired beams per frame is reduced and the number of firings for data acquisition is decreased and therefore, it allows to achieve real time imaging with very low susceptibility to motion artifacts. The image quality of the technique is almost identical to that of the phased array.