Data acquisition techniques for adaptive subaperture processing

Abstract

.. öz UYARLAMALI ALTDİZİSEL SİNYAL İŞLEME İÇİN VERİ ALMA TEKNİKLERİ Tavlı, Bülent Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Mustafa Karaman Ağustos 1998, 60 sayfa Temel olarak çok elemanlı yapay açıklık ve evreli dizi yaklaşımlarına dayanan ultrasonik altdizisel sinyal işleme yöntemi, düşük maliyetli gerçek zamanda görüntüleme yapabilen sistemleri olanaklı kılmaktadır. Fakat, altdizisel sinyal işleme yönteminde, herhangi bir demet çizgisini oluşturabilmek amacıyla birden çok gönderiş-alış yapılması doku/transdüser hareketlerinin alınan eko sinyalleri arasında ciddi faz bozuklukları oluşturmasına neden olabilir. Faz bozukluklarını düzeltmek amacıyla referans eko sinyalleri kullanılarak korelasyon işlemi yapıla¬ bilir. Bu işlemin doğruluğu ve güvenilirliği sinyaller arası korelasyon seviyesi ile doğrudan ilişkilidir. Komşu alış altdizilerinin tüm elemanları yerine, seçilmiş ele-manlardan alman sinyaller referans olarak kullanıldığında daha yüksek korelasyon seviyelerine ulaşılabilmektedir. Bu çalışmada uyarlamak altdizisel sinyal işleme yönteminde komşu alış altdizilerinin seçilmiş elemanlarından elde edilen yüksek korelasyonlu referans sinyaller kullanılarak hareket tahmin ve telafi metodları araştırılmıştır. Yüksek korelasyonlu referans sinyaller elde etmek için iki yeni veri alma yapısının yanısıra standart altdizi yöntemi de incelenmiştir. Farklı referans sinyalleri kullanan uyarlamak altdizisel sinyal işleme yöntemi, 128 elemank 3.5 MHz'de çalışan bir transdüser dizisi tarafından farklı iki deney fantomun- dan alman veriler üzerinde test edilmiştir. Sonuçlar önerilen uyarlamak altdizisel sinyal işleme yönteminin, çeyrek dalga boyuna kadar olan doku/ transdüser hare ketlerinin etkin bir biçimde tahmin ve telafi edebildiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Ultrason, Altdizisel Sinyal İşleme, Hareket Tahmini vı

ABSTRACT DATA ACQUISITION TECHNIQUES FOR ADAPTIVE SUBAPERTURE PROCESSING Tavlı, Bülent MSc, Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mustafa Karaman August 1998, 60 pages Ultrasonic subaperture processing, based on multi-element synthetic aperture and phased array approaches, permits low-cost real-time imaging systems. Presence of tissue/transducer displacements during the multiple subaperture firing-receptions may induce significant phase distortions on received echo signals. Correlation pro¬ cessing using reference echo signals can be used for correction of phase distortions, where the accuracy and robustness are critically limited by the signal redundancy (i.e. correlation). Reference signals derived from the subset of elements of neigh- boring subapertures with high redundancy exhibit higher correlation than the signals collected from entire subaperture. in this study, we explore adaptivesubaperture processing with motion compensation through correlation process- ing using highly correlated reference signals derived from neighboring receive subapertures. Two new data acquisition schemes for collection of redundant ref- erence signal sets are mvestigated together with standart subaperture approach. Adaptive subaperture processing with different reference signal sets is tested using experimental rf-data acquired from two difFerent phantoms with 3.5 MHz, 128- element transducer array. The results show that tissue/transducer motion up to a quarter of a wavelength can be effectively compensated in real-time adaptive subaperture processing. Keywords: Ultrasound, Subaperture Processing, Motion Estimation