The performance in B-mode scanning systems depends not only on the acoustic properties of the tissue but also is strongly influenced by the imaging system. In this thesis, a simulator has been developed for the ultrasound linear scan B-mode imaging system. First, a numerical method of calculating field pattern or pulse echo pattern has been presented for a full-aperture system with a given transducer geometry in non-attenuating and attenuating media, based on the measured temporal impulse response for a single transducer element immersed in water, and taking into account the variation of attenuation and acoustic velocity in human tissue. The simulator then models and simulates the receiver subsystems in details using the received pulse echo. In particular, the dynamic inverse filter in order to improve the axial resolution and an unconventional TGC gain function to reduce the SNR deterioration through logarithmic compression are proposed. Finally, simulation and experimental results are presented with discussions.
초음파 영상 진단 장치는 의학적인 측면에서 필수적인 장치로써 매우 중요한 역활을 담당하고 있다. 이러한 초음파 영상 장치의 성능은 인체조직의 성질뿐만 아니라 영상시스템의 구성에 의해서 크게 영향을 받는다.
본 논문의 대부분의 내용은 리니어 어레이 소자를 이용한 초음파 영상장치를 시뮬레이션 할 수 있는 시뮬레이터의 개발에 관한 내용이다. 먼저 리니어 어레이 소자중의 한개의 소자를 이용하여 물에서 임펄스 응답을 측정하였다. Kramers-Kronig 관계식이 설명해 주듯이 인체조직에서 감쇄계수는 초음파의 속도와 밀접한 관계를 가지고 있다. 즉 감쇄계수를 알면 속도를 구할 수 있고 그 역도 또한 성립한다. 본 논문에서는 좀더 근사화된 펄스 에코를 구하기 위하여 전술한 관계식을 고려하였다. 위의 두가지 효과를 고려하여 감쇄및 비감쇄 매질에서의 풀 에퍼처 영상 장치를 위한 펄스 에코 패턴을 수치적으로 구하였다. 더 나아가서는 본 시뮬레이터를 언급한 펄스 에코를 이용하여 수신 시스템을 자세하게 모델링하고 시뮬레이션을 할수 있도록 구성되어 있다.
또 다른 내용으로는 축방향 해상도를 증가 시키기 위한 다이나믹 역필터를 제안하고 있으며 대수 감축을 통해서 SNR 이 나빠지는데 이를 줄여 줄수 있는 새로운 TGC 이득 함수를 제안하고 있다. 끝으로 시뮬레이션 및 실험결과에 대해서 논하고 또 본 논문에서 제안한 시뮬레이터를 이용하여 speckle 패턴 (texture 영상)을 발생시킬수 있음을 보여주고 있다.
