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平面波超声成像技术

平面波超声成像（Plane Wave Imaging, PWI）是一种基于平面波发射和接收的超声成像方法。与传统的聚焦超声成像不同，平面波成像通过一次发射和接收，能够快速获取整个成像区域的数据，从而显著提高成像帧率。然而，由于缺少聚焦步骤，平面波成像的图像对比度和分辨率相比传统方法会有所下降。为了克服这一限制，研究者提出了复合平面波成像（Compound Plane Wave Imaging, CPWI）方法，通过发射多个不同倾斜角度的平面波并利用相干叠加，提升成像质量。

平面波发射延迟

平面波的发射偏转可以通过对换能器阵元施加发射延迟来实现。当阵元间距为pitch，声速为c，偏转角度为θ时，阵元的延迟时间t_n可表示为：

t_n = (n * pitch * sinθ) / c

其中n为阵元数量，c为声速，pitch为阵元间距。通过调整θ值，可以实现不同角度的平面波发射，从而在成像过程中获得多角度信息。

平面波成像系统

平面波成像系统的工作原理如下：平面波从换能器发射，经介质传播后反射至换能器。系统采用x-z平面作为成像平面，x方向为阵元排列方向，z方向为成像深度。每个点P(x, z)的信号强度通过所有阵元接收到的信号进行延迟累加获得，其中N为阵元数量。

Field II仿真代码

Field II是一种常用的超声仿真软件，支持平面波成像仿真。用户可以通过以下步骤进行仿真：

通过Field II仿真，可以直观地观察平面波成像的效果。仿真结果表明，复合平面波成像能够显著提升图像对比度和分辨率，具备良好的应用前景。

平面波成像技术通过简化超声系统结构，显著提高了成像效率。尽管其成像质量与传统聚焦成像相比略有下降，但其在多场景应用中仍具备重要价值。