基于零值相减成像的高分辨率功率多普勒成像
信号处理
2024-04-04 v3
摘要
为提高功率多普勒（PD）成像的空间分辨率，我们探索了零值相减成像（NSI）作为延时叠加（DAS）的替代波束成形技术。NSI 是一种非线性波束成形方法，其在接收端使用三种不同的变迹并对波束成形包络进行非相干求和。NSI 利用波束方向图中的零值来改善横向分辨率，我们在此将其应用于改善有和无对比微泡情况下的 PD 空间分辨率。在本研究中，我们使用 NSI 结合三种基于奇异值分解（SVD）的杂波滤波器和噪声均衡来生成高分辨率 PD 图像。还提出了一种阵元灵敏度校正方案，作为基于 NSI 的 PD 成像的关键组成部分。首先，进行了微泡迹线实验以评估基于 NSI 的 PD 相对于传统基于 DAS 的 PD 的分辨率提升。随后，由大鼠脑扫描生成了对比增强和无对比的超声 PD 图像。绘制了微泡迹线和微血管的截面轮廓。还估计了半高全宽（FWHM）以提供定量指标。此外，计算了等频曲线以在全球视场内提供分辨率评估指标。与由传统基于 DAS 的波束成形生成的微血管图像相比，基于 NSI 的 PD 微血管图像的 FWHM 估计显示了高达六倍的分辨率提升，等频曲线显示了四倍的分辨率提升。从基于 NSI 的 PD 微血管图像中测得 39 um 的可分辨能力。基于 NSI 的 PD 的计算成本仅比基于 DAS 的 PD 增加了 40%。
引用
@article{arxiv.2301.03719,
title = {High-resolution Power Doppler Using Null Subtraction Imaging},
author = {Zhengchang Kou and Matthew Lowerison and Qi You and Yike Wang and Pengfei Song and Michael L. Oelze},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.03719},
year = {2024}
}