平面波超声成像

平面波成像Plane Wave Imaging, PWI，发射可以覆盖整个成像区域的平面波，通过一次发射和接收获取整个成像区域的数据。与传统的聚焦超声成像相比，平面波超声成像减少了超声波的发射次数，极大程度上提高了成像的帧率。
然而，由于平面波成像发射时没有聚焦这一步骤，因此图像的对比度和分辨率会下降。为了克服这一限制，Montaldo等人在2009年提出复合平面波成像Compound Plane Wave Imaging, CPWI，将几个不同倾斜角度的平面波发射到介质中，利用相干叠加来获得最终图像。

1. 平面波发射延时

通过对换能器阵元施加发射延迟实现平面波的发射偏转，当偏转角度为θθθ时，阵元nnn的延迟时间为tnt_ntn，其中pitch代表阵元间距，c代表声速：
tn=n∗pitch∗sinθ/ct_n = n*pitch*sinθ/c tn=n∗pitch∗sinθ/c

2. 平面波成像

平面波成像系统如下图所示，x方向为平行于换能器阵元的方向，z方向为成像区域的深度方向，x-z平面为成像平面。

平面波从换能器发射，传播到成像平面内任意pixelP(x,z)并返回至换能器xrx_rxr处的时间为：

最终点P(x,z)P(x,z)P(x,z)处的信号强度是所有阵元接收到的信号进行延迟累加的结果，其中NNN代表阵元个数，xrx_rxr代表任意一阵元：

3. Field II 仿真代码

平面换能器阵列发射平面波有两种不同的设置方法：
一种是将换能器的焦点放到无穷远处(0,0,Inf)，这样可以保证换能器中所有的阵元同时发射，此时发射的波近似为平面波。当发射有一定倾斜角度的平面波时，使用Field II中自带函数ele_delay，此函数用于设置阵元的延时；
另一种方法是使用函数xdc_focus_times，将聚焦点的位置设置在换能器阵列的位置上，然后通过改变函数中的延迟值来控制发射平面波的偏转角度。

%% 平面波成像
num_dir=1;   %平面波个数
delays=zeros(num_dir,N_elements);file_name=['save rf_data/rf_ln.mat'];
if ~exist(file_name)%Save a file to reserve the calculationcmd=['save rf_data/rf_ln.mat'];eval(cmd);disp('Now making data ')%set transmit delaysdelays_RE=zeros(1,N_elements);delays_TR=zeros(1,N_elements);xdc_focus_times(emit_aperture,0,delays_TR);xdc_focus_times(receive_aperture,0,delays_RE);%Calculate the received response   [rf_data, tstart]=calc_scat_multi(emit_aperture,...receive_aperture, phantom_positions,...phantom_amplitudes);%  Store the resultcmd=['save rf_data/rf_ln.mat rf_data tstart'];disp(cmd)eval(cmd);
elsedisp(['data ',' is being made by another machine.'])
end

仿真步骤如下：
1）设置换能器基本参数
2）设置散射体模型参数
3）平面波发射和回波接收
4）延时累加计算
5）图像显示

代码请加QQ：2971319104