超声基础:时间分辨率

2021
05/28

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华斌的超声世界
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提高时间分辨率的因素。

      时间分辨率(Temporal resolution 在超声成像中表示超声系统能够区分连续图像帧随时间的变化(即运动)的程度。

     时间分辨率主要由系统的图像帧速率(帧频)决定(以赫兹为单位),在超声屏幕上通常显示为FR(frame rate)。这可能因多种因素而异。总的来说,帧速率的增加等同于识别快速运动(例如超声心动图中的瓣膜活动)的可能性的增加,从而提高了对病变运动变化的分辨能力

      超声图像是通过向换能器下方的组织发送高频超声脉冲以及设定数量的波束轨迹(线)而产生的。对于每条束线,换能器依次发送一个脉冲,然后在脉冲发射间隙等待来自组织的任何反射回波(回声),最大探测深度是脉冲间隔一半时间时脉冲所能到的位置。每个单独的波束按顺序产生,在接收到来自先前发射波束中的最大深度处的回声前,换能器将不会开始下一条波束发射形成

      只有当所有的声束都已完成发射时,才会生成一副完整图像(帧)。因此,增加完成声束所需时间的因素将增加生成整个图像所需的时间。这就会减少帧速率(帧频)。增加场中的声束数量也会有这样的结果。

提高时间分辨率的因素

提高帧速率并因此提高时间分辨率的因素包括

  • 增加传播速度声波穿过组织

  • 缩小探测深度( 缩短脉冲间隔时间)

  • 减少每扫描场的声束数量

  • 缩小的扫描宽度

    • 在许多仪器中,通过采用较窄的视野来提高时间分辨率

  • 减少聚焦数目和聚集范围

       研究上述因素之间的数学关系表明,帧速率和时间分辨率与焦点数量、扫描场中的声束数量和最大探测深度设置成反比

      在实践中,最佳时间分辨率可以通过限制探测扫查深度和宽度来实现,使得期望的对象或区域被紧紧地捕获感兴趣区内。

图1 超声图像上显示的帧速率(帧频),箭头所示。

图2 提高图像帧速率的方法示意图,右侧从上向下:减小探测深度、减少扫描线密度(声束线)、较小扫查宽度

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
分辨率,换能器,超声,脉冲,速率,图像

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