Приложение С (справочное). Обоснование

Приложение С
(справочное)

Обоснование

С.1 Общие положения

Было разработано множество методов для определения параметров качества изображения УЗДП, тогда, когда механические УЗДП с датчиком с одноэлементной пьезокристаллической решеткой были основными.

С появлением многоэлементных решеток датчиков (линейные, конвексные, фазированные, матричные) ситуация существенно изменилась. Касательно одноэлементных датчиков термин "боковые лепестки" был почти неизвестен и очень редко использовался.

У небольших пьезокерамических дисков боковые лепестки формируются на краях. С появлением техники для проведения аподизации (или снижения чувствительности на краях диска преобразователя) произошло сильное подавление боковых лепестков. Массивы элементов решетки имеют гораздо больше "боковых поверхностей", которые формируют больше боковых лепестков. "Лепестки решетки" - известная, с появлением технологии массивов элементов, проблема. При соблюдении соответствующих требований геометрии массивов (шаг) и акустическом согласовании, можно снизить влияние "лепестков решетки" и других боковых лепестков до приемлемой величины. До настоящего времени не была прекращена практика визуальной оценки качества изображения УЗДП. Многие параметры качества изображения могут быть измерены автоматически или полуавтоматически. Для обработки цифровых данных изображения необходимо небольшое интерактивное вмешательство.

Если основной задачей является как можно более точнее и быстрее измерение параметров, то выбор технических и программных средств должен быть обусловлен этими требованиями. Сегодняшние принципы измерения основаны на более разумном выборе измерительных мишеней в тест-объектах и фантомах с соответствующей обработкой УЗ изображений.

Перед выполнением измерения VDR рекомендуется провести проверку на однородность (см. приложение D). Проверка на однородность может быть частью ПО для измерения VDR и может быть осуществлена без фантома, например, с помощью in vivo измерений на предплечье.

С.2 Параметры качества изображения УЗДП

Описание параметров можно найти в [2] и [12].

С.3 Автокорреляционная функция

Другое использование фантома - это отображение вертикальной, азимутальной и осевой автокорреляционных функций (АКФ).

Автокорреляция [14] по одному из трех измерений определяется как:

(С.1)

АКФ является практическим ресурсом для определения вертикального размера, независящего от измерения VDR. Подобные корреляции определены для азимутальных (ACwAz) и аксиальных (ACwAx) направлений с помощью ТИМ трехмерного фантома. На рисунке С.1 показан пример измерений на линейном датчике (5 МГц) для всех трех направлений на глубине 4,57 см.

"Рисунок С.1 - Функция автокорреляции"

АКФ является частью ПО и применима для определения осевого, азимутального и вертикального разрешения независимо от измерения VDR и постобработки. Автокорреляция использует спекл-информацию от отраженного назад УЗ-сигнала. Любая постобработка, которая меняет спекл-характеристики, будет сокращать или уничтожать информацию, полученную в результате этой процедуры. Процедура заключается в следующем.

Выберите изображение 3D фантома и поместите на ROI, как показано на слое ослабления изображения В-плоскости; соответствующие изображения будут автоматически отображаться в С- и D-плоскости. ROI может быть размещена на любой глубине, в зависимости от масштаба по глубине. Результаты АКФ будут отображаться на графике вместе с соответствующими значениями.

Примечание - Т.к. вся необходимая информация собирается с помощью ПО, то использование этого корреляционного метода [14] может дать дополнительную информацию о свойствах датчика. Детальная оценка интерпретации результатов корреляции выходит за рамки этого документа.

"Рисунок С.2 - Функция автокорреляции (зависимость от глубины)"

Задав ROI (рисунок С.2а) в зоне фокуса, значение АКФ в вертикальном направлении близко к 1, электронными шумами можно пренебречь.

Задав ROI (рисунок С.2b) в дальней зоне, значение АКФ в вертикальном направлении будет меняться. Если значение близко к 0,5, то оно может быть рассмотрено как глубина проникновения.

"Рисунок С.3 - Функция автокорреляции на глубине 10,94 см"

Рисунки С.2 и С.3 иллюстрируют АКФ на различных глубинах. Как видно из этих рисунков, последовательность УЗ изображений получена из одного и того же пространственного положения и без каких-либо изменений на В-изображениях, кроме электронных шумов. АКФ в D-направлении с сильным эхо-сигналом приблизительно равна 1, т.к. электронный шум пренебрежимо мал. При большей глубине электронный шум начинает преобладать и эхо-сигнал постепенно исчезает. Значение автокорреляции находится в диапазоне от 1 до 0. На глубине, где эхо-сигналы полностью исчезают, ожидаемая АКФ - трехмерная дельта-функция (функция Дирака). В области, где автокорреляция составляет около 0,5, вклад эхо-сигнала приблизительно равен электронному шуму. Среднюю точку этого диапазона можно рассматривать как глубину проникновения.