合成孔径算法可以实现超声波发射和接收的双向动态聚焦,从而提高成像分辨率,但仍存在图像信噪比低,旁瓣明显等问题。为进一步提高超声成像质量,提出一种基于编码激励和相干系数的合成孔径超声成像(CFCS)算法。首先采用Golay互补序列对作为激励信号,通过增加发射脉冲的编码长度提高图像的信噪比,同时利用序列对良好的自相关特性消除距离旁瓣,提高图像的轴向分辨率。在此基础上引入相干系数,对图像中的横向旁瓣加以抑制。仿真结果表明,相较于基于Barker编码激励的合成孔径算法,CFCS算法可以有效消除距离旁瓣,轴向分辨率提升了47.4%;相较于相干系数合成孔径算法,CFCS算法在轴向分辨率上提升了31%,信噪比提升约18 dB。

合成孔径(SA)波束形成方法可以实现发射和接收的双向动态聚焦,有效提高成像分辨率,在多阵元相控阵超声内镜系统中有着广泛的应用前景。但由于其单阵元发射能量小,使得回波信号较弱、易受噪声干扰,导致图像的信噪比(SNR)较差。为此,提出一种新的成像算法,将以线性调频信号为载波的巴克码(Barker码)激励方法与合成孔径波束形成方法相结合(LFM Barker SA),利用线性调频信号的宽带特性和Barker编码的自相关特性来弥补合成孔径方法在成像SNR上的不足,同时进一步提升图像的分辨率。经FieldⅡ软件仿真实验表明,与单脉冲激励的合成孔径(Pulse SA)算法相比,LFM Barker SA算法下的图像SNR提升10 dB,轴向分辨率从0.60 mm提升至0.38 mm,实验结果验证了该算法的可行性。

将广泛应用于雷达系统的合成孔径技术引入超声内窥成像系统, 提出一种基于单换能器探头的超声内窥镜合成孔径成像方法。利用单换能器探头的旋转效应, 在旋转的不同时刻与位置发射并接收超声回波, 等效合成较大的超声发射孔径, 以增强超声图像的信噪比与分辨率。分析了单探头合成孔径技术的原理与合成方法, 并在此基础上根据超声回波的编码与线性调频特性, 完成纵向与横向的脉冲压缩。最后采用中心频率为8 MHz的换能器对猪皮样本进行探测, 可分辨出尺寸为0.8 mm×2 mm的目标, 系统的信噪比提升了9.38 dB。

介绍了一种采用前置微型电机的新型推拉式超声内窥镜的研制方法.在该内镜系统中，采用FPGA实现成像处理功能，运用编码激励技术以提高系统的信噪比和探测深度，使用了微型前置探头取代了目前商用超声内镜中所采用的钢丝连接以驱动换能器进行旋转扫描.该仪器在300 h的连续工作测试中能够正常运行.相较模拟成像系统，数字系统将模数转换置于信号处理的最前端，从而能够保留回声的更多信息.这使得编码激励、数字式正交解调系统获得更高的成像质量.将电机前置于探头附近，能够较外部导线牵引旋转方式获得更大的旋转稳定性、更高的超声图像质量和更长的使用寿命.

超声内窥镜系统将微型超声探头通过电子内窥镜的活检通道插入消化道器官,既可通过内窥镜直接观察粘膜表面的病变形态,又可进行超声扫描成像,获得消化器官管壁各个断层的组织学特征。利用编码激励技术,以4位Barker编码的方式激励换能器,在不增加峰值负声压的前提下,显著提高超声换能器的发射功率,增大系统探测深度以及成像的信噪比;用数字下变频技术实现超声回波的中频采样、编码信号的脉冲压缩以及信号包络的提取;采用装有超声耦合液的玻璃烧杯作为实验样品,对其进行旋转扫描,得到256级灰度的超声图像,轴向分辨率达0.4 mm,验证了系统原理的正确性。