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探索与比较：多种超声成像模式的开发与实现
aaa,
XuyangChen,MingtongChenandZhengbaoYang
aTheHongKongUniversityofScienceandTechnologyHongKong,SAR999077,China
ARTICLEINFO摘要
Keywords:超声成像作为一种非侵入性、实时和低成本的模态，在临床诊断、导管介入和便携设备中发挥着重
超声成像要作用。随着换能器硬件的发展和成像算法的不断进步，如何在不同的应用场景中实现高质量的图
像重建已成为研究重点。本项目专注于线阵列成像、内镜成像和平面波成像这三种典型超声成像模
波束成形态的系统性研究与实施，涵盖模拟数据处理、成像算法实现和实际数据验证等内容，旨在深化对各
延迟和求和种类型成像原理和过程的理解。
1.介绍理过程。当换能器发射短脉冲声波时，这些波通过组
织传播并在声阻抗不连续处部分反射。反射的回波
超声成像最初源自水下声纳系统，自20世纪中
信号由阵列接收并记录下来，其时间延迟和幅度变
叶以来逐渐应用于医学领域，并已成为现代医学影
化用于重构图像[9]。
本像的重要组成部分。与X射线、CT、MRI等技术相
探针接收到的回波信号通常存储为射频（RF）或
译比，超声具有无辐射、实时、便携和低成本的优点，
正交解调IQ信号。这些信号包含关键信息，如目标
中在心血管、妇产科、肝胆、泌尿等临床科室广泛用于
位置（从时间延迟计算得出）和组织特征（由反射强
1静态结构观察和动态生理过程监测[1,2]。
v随着转换器硬件、数字信号处理技术以及人工智度决定）。在系统中，通常会执行增益控制、滤波和
8包络检测等预处理操作以优化信噪比和图像对比度
6能的不断介入，超声系统正逐渐朝着“低功耗”、“高
1[10,11,12,13]。
5集成度”、“智能辅助诊断”的方向发展。
1.在临床应用范围扩大的背景下，便携式超声、内超声成像可以根据不同的信号采集和显示模式
7镜超声、平面波高速成像等新兴应用持续涌现，对成分为多种成像模式，主要包括A模式、B模式、M模
0式和多普勒模式。不同模式适用于不同的临床诊断
5像算法[3,4]的通用性、效率和适应性提出了更高的
2需求，在图像维度、时间分辨率和运动检测能力方面
:要求。
v各有特点。多普勒模式利用回波频率的多普勒效应
i在超声成像日益复杂和多样化的背景下，掌握
x来估计血流的速度和方向。根据实现方式的不同，可
r典型成像模式的成像过程和实现机制对于理解整个
a以分为连续波、脉冲波和彩
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