复合平面波超声成像

由于平面波不聚焦，因此在获得完整超声图像的同时牺牲了图像质量，具体表现为超声图像的对比度和分辨率降低。为了克服这一限制，Montaldo等人在2009年提出，将几个带有倾斜角度的平面波发射到介质中，通过相干叠加得到完整图像。使用平面波相干复合的方法来补偿发射聚焦这一步骤，图像的质量取决于用来平面波的角度及数量。

参考文献：Montaldo G, Tanter M L, Bercoff J, et al. Coherent plane-wave compounding for very high frame rate ultrasonography and transient elastography[J]. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control, 2009, 56(3): 489-506.

1. 回波数据

发射M个角度的平面波，使用N个阵元接收回波数据，每个pixel在n时刻的信号可以用二维矩阵 X ( n ) X(n) X(n)表示，其中 x i j ( n ) x_{ij}(n) xij​(n)表示发射平面波偏转角度为 i i i，第 j j j个阵元接收信号。

2. 发射和接收延时

发射延时是指平面波从换能器发射，传播到成像平面内任意一点（x, z）的时间

平面波到传播至散射点（x, z）后，其中一部分能量会以点（x, z）为中心向各个方向散射。回波从（x, z）返回至换能器任意一单元x1处的时间则为接收延时。

总延时为发射延时与接收延时之和。

3. M个平面波相干累加

对每一个带偏转角度的平面波进行延时处理，对RF数据进行延时变换，得到：

对延时处理后的平面波回波数据进行空间复合，即可得到平面波空间复合成像算法处理后成像区域内任意一点（x, z）处的像素值。

4. 仿真结果

单个平面波成像结果：

21个平面波复合成像结果：

随着平面波复合个数的增加，图像的伪影和噪声点明显减轻，成像质量显著提高。但平面波个数的增加会影响成像帧频，因此要平衡好图像质量与成像帧频。