15、超声成像中的阵列类型与实验探究

超声成像中的阵列类型与实验探究

1. 深度优化与像差校正

在超声成像中，随着深度的增加，进一步的优化是改变聚焦和声音传播速度，以匹配成像配置。处理这些问题的更高级方法统称为“像差校正”方法。

2. 阵列类型

2.1 扫描类型

传统的超声成像方法需要一种在感兴趣区域内以足够分辨率扫描波束的手段。常见的延迟求和波束形成器扫描类型如下：
- 线性阵列线性移位扫描 ：沿x轴的线性阵列的几个元素形成一个有源孔径，发送一个聚焦波束。当波束到达选定的“扫描深度”后，有源孔径移动一个元素，从而移动波束中心。这种方法在阵列末端会出现波束退化，因为有源孔径中使用的元素越来越少。通常使用偶数个可单独寻址的元素，波束以有源子阵列为中心。若将几个元素组合成一组，可减少电气连接或延迟通道的数量，但可能会因“量化”效应导致波束图恶化，出现较高的近旁瓣。
- 一维阵列角度旋转扫描（相控阵） ：通过波束转向，利用角度旋转来实现扫描。与线性阵列相比，这种方法只需要一个小的有源声学孔径，减少的声学窗口接触面积仍可提供对大内部成像体积的访问。波束以小角度增量Δθ进行扫描，有源孔径固定在阵列中间。扫描线按往返扫描深度时间间隔排序。线性阵列的视野是阵列正下方的矩形区域，而相控阵的视野是扇形，延伸到阵列边缘之外。需要注意的是，转向波束的特性与直射波束相似，但幅度会显著下降，波束图可能会因元素因子而稍有倾斜，并可能存在光栅旁瓣。

扫描类型	有源孔径特点	视野形状