ارزیابی تکنیک های پیش پردازش در تصویربرداری التراسوند به کمک نرم افزار شبیه ساز

ارتقاء کیفیت تصاویر التراسوند به کمک روشهای پردازش سیگنال در مرحله ایجاد تصویر یکی از زمینه های مورد توجه در تصویربرداری پزشکی است. هدف از این تحقیق، ارزیابی روش های پردازش سیگنال به کار گرفته شده در سیستم های تصویربرداری التراسوند با ارائه شاخص های کمی و جامع بوده است. در گام اول تحقیق، شاخص های ارزیابی کیفیت تصویر بر اساس مدل خطی مطرح شده برای سیستم پالس-اکوی التراسوند و پاسخ ضربه زمانی- مکانی کلی سیستم(تابع گسترش نقطه)تعریف شدند. نسبت سیگنال اکو به نویز (esnr) برای نمایش حساسیت سیستم و تابع انتقال مدولاسیون(mtf) برای نمایش قدرت تفکیک مکانی و حداکثر دامنه لب های کناری برای مقایسه وضوح مورد استفاده قرار گرفتند. در ادامه این تحقیق، طراحی روش تحریک کد شده/ فشرده سازی پالس در سیستم تصویربرداری التراسوند آرایه ای مطرح شد و تأثیری که استفاده از این روش بر شاخص های ارزیابی کیفیت تصویر داشت، محاسبه گردید. هدف از به کارگیری این روش افزایش نسبت سیگنال به نویز با حفظ قدرت تفکیک محوری و وضوح تصویر است. در این راستا به منظور کاهش لب-های کناری و بهبود قدرت تفکیک محوری، پاسخ ضربه مناسب فیلتر فشرده ساز و پنجره وزن دهی فیلتر انتخاب شد. شبیه سازی این تکنیک و چند روش شکل دهی پرتو به کمک نرم افزار شبیه ساز میدان التراسوند، field ii انجام شد و ارزیابی کارآیی آن ها با مقایسه esnr، mtf، حداکثر دامنه لب های کناری و تصویر تابع گسترش نقطه دو بعدی صورت گرفت. شبیه سازی روش های شکل دهی پرتو ff،drf و smfو به دست آوردن سه شاخص esnr، mtf و تصویر تابع گسترش نقطه دوبعدی نشان داد، استفاده از روش smf به صورت قابل توجهی esnr را در همه عمق ها نسبت به دو روش دیگر بهبود می بخشد و ضمن کاهش قدرت تفکیک محوری سبب افزایش قدرت تفکیک جانبی می گردد. مقایسه نتایج روش فشرده سازی پالس با روش تمرکز ثابت نشان داد، هنگامی که پاسخ ضربه فیلتر منطبق نمونه ای از سیگنال اکو باشد و با پنجره taylor وزن دهی شود، می تواند مقدار پارامتر esnr را بسته به عمق تصویربرداری حدود db20 افزایش دهد که باعث افزایش عمق نفوذ تا حدود mm40 می گردد. همچنین این تکنیک به لحاظ قدرت تفکیک محوری، عملکردی در حد روش های تحریک پالس کوتاه دارد.