ارايه يك روش شكل‌دهي پرتو وفقي كارامد براي بهبود همزمان قدرت تفكيك و كنتراست تصاوير اولتراسوند

ارايه يك روش شكل‌دهي پرتو وفقي كارامد براي بهبود همزمان قدرت تفكيك و كنتراست تصاوير اولتراسوند

در سال‌هاي اخير روش‌هاي شكل‌دهي پرتو وفقي به منظور افزايش كيفيت تصاوير اولتراسوند به‌كار گرفته شده اند. اين روش‌ها به دليل استفاده از اطلاعات محيط و به‌روز كردن وزن‌هاي اعمالي به اجزاي آرايه به صورت لحظه به لحظه، موفقيت زيادي در بهبود قدرت تفكيك تصاوير اولتراسوند داشته‌اند. ولي اين افزايش قدرت تفكيك به بهاي كاهش كنتراست تصاوير اولتراسوند نسبت به روش‌هاي غيروفقي به‌دست مي‌آيد. در اين مقاله روشي جديد براي افزايش همزمان قدرت تفكيك و كنتراست شكل‌دهنده‌هاي پرتو وفقي مينيمم واريانس ارايه شده است. در اين روش براي محاسبه وزن‌هاي بهينه اعمالي به اجزاي آرايه، علاوه بر ميانگين‌گيري مكاني مرسوم در تخمين ماتريس كواريانس از ميانگين‌گيري زماني نيز براي تخمين دقيق‌تر ماتريس كواريانس بهره برده‌ايم و نيز به منظور بهبود تمركزدهي و كاهش دامنه لوب‌هاي كناري از وزن‌دهي وفقي ضريب همگني سيگنال‌هاي آرايه‌اي دريافت شده به وسيله آرايه اولتراسوند استفاده كرده‌ايم. كارايي بسيار مطلوب روش ارايه شده در افزايش همزمان قدرت تفكيك و كنتراست تصاوير اولتراسوند نسبت به روش‌هاي شكل‌دهي پرتو وفقي و غيروفقي موجود به وسيله مثال‌هاي شبيه‌سازي شده و همچنين داده‌هاي تجربي نشان داده شده است.

In recent years, adaptive beamforming methods have been successfully applied to medical ultrasound imaging, resulting in significant improvement in image quality compared to non-adaptive beamformers. This improvement results from the fact that their weights are chosen based on the priori knowledge of the received data and updated using current statistics of the array signal. Most of the adaptive beamformers presented in the ultrasound imaging literature are based on the minimum variance (MV) beamformer, which can improve the imaging resolution while retaining the contrast. It is desirable that the beamformer could improve the resolution and contrast, at the same time. To this end, in this paper, we have used temporal averaging besides the conventional spatial averaging to estimate the more accurate covariance matrix. Moreover, we have used the coherence factor weighting combined with MV beamforming to enhance the focusing quality and hence reducing the undesired sidelobes. The efficacy of the proposed adaptive beamforming approach is demonstrated via a number of simulated and experimental examples.