Linear acoustic propagation in a me

Linear acoustic propagation in a medium with respect to ultrasound would result if the shape and amplitude of the signal at any point in the medium were proportional to the input excitation. However, tissue exhibits a nonlinear property with respect to ultrasound propagation, resulting in the shape and amplitude of the acoustic signal changing as it propagates into the tissue. Specifically, ultrasound propagation in nonlinear tissue results in pulse and beam distortion, harmonic generation, and saturation of acoustic pressure. This is caused by the fact that, as a sinusoidal signal of a single frequency is generated and transmitted into a non-linear medium, the signal will distort as it propagates because the compression phase velocity of the signal is greater than the velocity of the rarefaction phase. This effect will result in distortion of the wave as it propagates so that a “sawtooth” or “N”-shaped wave is generated, which has frequencies at harmonic multiples of the fundamental frequency. Since tissue attenuation increases with frequency, the higher harmonics will be attenuated, leaving an attenuated low-frequency signal at greater depths. Investigation of generation of harmonics in water by ultrasound imaging systems began in the 1970s and 1980s.103–105 Use of nonlinear acoustics in medical imaging systems accelerated in the 1990s with primarily two applications: tissue harmonics and ultrasound contrast agents.

Tissue harmonic imaging was investigated in the 1990s by several groups.106,107 and was commonly available in clinical ultrasound systems by the late 1990s. Two competing effects characterize ultrasound propagation in nonlinear media such as tissue. Increasing harmonics with propagation distance leads to increased absorption. The latter reduces pressure amplitude and harmonic generation. Since tissue heating is a consequence of absorption, nonlinear effects enhance tissue heating as compared to the heating that would have occurred at the fundamental propagation frequency.108,109

Tissue harmonic imaging is typically implemented by filtering out the fundamental ultrasound frequency of the received beam. Second harmonic images have been shown to often improve contrast and resolution as compared to images generated by the fundamental frequency. These advantages result from multiple improvements, such as narrower beamwidth, reduced sidelobes, reduced reverberations and multiple scattering, reduced grating lobes, and increased dynamic range.107,110 This is primarily due to the fact that these unwanted signals are mainly incoherent and are small in amplitude. Thus, they do not generate harmonics and can be filtered out in the second harmonic image.111 In addition, since harmonics are proportional to the square of the fundamental pressure, increasing the acoustic input pressure will generate a disproportionate increase in the second harmonic, compared to the situation in which the medium is linear and no harmonics are generated (Fig. 2).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การเผยแพร่เสียงเชิงเส้นในกลางเกี่ยวกับอัลตร้าซาวด์จะถ้ารูปร่างและความกว้างของสัญญาณที่จุดใด ๆ ในสื่อได้สัดส่วนกับการกระตุ้นที่อินพุต อย่างไรก็ตาม เนื้อเยื่อแสดงคุณสมบัติเกี่ยวกับการเผยแพร่อัลตร้าซาวด์ รูปร่างและความกว้างของการเปลี่ยนสัญญาณเสียงเป็นมันแพร่กระจายเข้าสู่เนื้อเยื่อเชิงเส้น เฉพาะ การเผยแพร่อัลตร้าซาวด์ในเนื้อเยื่อเชิงเส้นผลลัพธ์ในชีพจรและคานบิดเบือน รุ่นฮาร์โมนิก และความอิ่มตัวของดัน นี้เกิดจากความจริงที่ว่า เป็นสัญญาณซายน์ของความถี่เดียวถูกสร้างขึ้น และส่งสื่อสมบัติ สัญญาณจะบิดเบือนเป็นมันแพร่กระจายเนื่องจากความเร็วขั้นตอนการบีบอัดสัญญาณมากกว่าความเร็วของเฟส rarefaction ผลกระทบนี้จะส่งผลให้ความผิดเพี้ยนของคลื่นมันแพร่กระจายดังนั้นคลื่น "sawtooth" หรือ " N " ทรงสร้างขึ้น ซึ่งมีความถี่ที่คูณค่าของความถี่พื้นฐาน เนื่องจากเนื้อเยื่อลดทอนเพิ่มขึ้นกับความถี่ เสียงดนตรีสูงจะมี attenuated ออกจากเป็นสัญญาณความถี่ต่ำ attenuated ที่ลึก การตรวจสอบรุ่นของฮาร์โมนิในน้ำโดยอัลตร้าซาวด์ระบบการถ่ายภาพเริ่มต้นขึ้นในปี 1970 และ 1980s.103–105 เร่งใช้เสียงไม่เชิงเส้นในระบบภาพทางการแพทย์ในปี 1990 กับสองหลัก: เนื้อเยื่อฮาร์โมนิคส์และอัลตร้าซาวด์แทนความคมชัดภาพฮาร์โมนิกเนื้อเยื่อถูกสอบสวนในปี 1990 โดย groups.106,107 หลาย และมีอยู่ทั่วไปในระบบอัลตร้าซาวด์ทางการแพทย์ โดยปลายปี 1990 ผลการแข่งขันที่สองลักษณะการเผยแพร่อัลตร้าซาวด์ในสื่อเชิงเส้นเช่นเนื้อเยื่อ เพิ่มเสียงดนตรี ด้วยระยะแพร่กระจายที่นำไปสู่การเพิ่มการดูดซึม หลังลดแรงดันคลื่นและประสานสร้าง ตั้งแต่เนื้อเยื่อเครื่องทำความร้อน เป็นผลมาจากการดูดซึม ผลกระทบเชิงเส้นเพิ่มเนื้อเยื่อความร้อนเมื่อเทียบกับเครื่องทำความร้อนที่จะเกิดขึ้นที่ frequency.108,109 พื้นฐานการเผยแพร่โดยทั่วไปดำเนินการถ่ายภาพค่าเนื้อเยื่อ โดยการกรองความถี่พื้นฐานซาวด์ของคานรับ ภาพสองฮาร์โมนิกได้รับการแสดงเพื่อปรับปรุงความคมชัดและความละเอียดเมื่อเทียบกับภาพที่สร้างขึ้น โดยความถี่พื้นฐาน ข้อดีเหล่านี้เกิดจากการปรับปรุงหลาย เช่นแบนด์วิดธ์สายแคบ sidelobes ลดลง ลดเสียงก้อง และหลายโปรย กลีบลด grating และ range.107,110 แบบไดนามิกเพิ่มขึ้นเป็นหลักเนื่องจากความจริงที่ว่าสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์เหล่านี้จะร่วนซุยส่วนใหญ่ และขนาดเล็กในคลื่น ดังนั้น พวกเขาไม่สร้างเสียงดนตรี และสามารถกรองออกใน image.111 สองฮาร์โมนิกนอกจากนี้ เนื่องจากฮาร์โมนิเป็นสัดส่วนกำลังสองของความดันพื้นฐาน เพิ่มดันอินพุตจะสร้างการเพิ่มสัดส่วนในครั้งที่สองฮาร์โมนิก เมื่อเทียบกับสถานการณ์ที่สื่อเป็นเชิงเส้น และมีฮาร์โมนิไม่สร้าง (2 รูป)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การขยายพันธุ์แบบลิเนียร์อะคูสติกในสื่อที่เกี่ยวกับการอัลตราซาวนด์จะส่งผลหากรูปร่างและความกว้างของสัญญาณที่จุดใด ๆ ในสื่อเป็นสัดส่วนกับการกระตุ้นการป้อนข้อมูล อย่างไรก็ตามการจัดแสดงนิทรรศการเนื้อเยื่อคุณสมบัติไม่เชิงเส้นที่เกี่ยวกับการขยายพันธุ์อัลตราซาวนด์ส่งผลให้รูปร่างและความกว้างของการเปลี่ยนแปลงสัญญาณอะคูสติกในขณะที่มันแพร่กระจายเข้าไปในเนื้อเยื่อ โดยเฉพาะการขยายพันธุ์อัลตราซาวนด์ในผลเนื้อเยื่อไม่เชิงเส้นในการเต้นของชีพจรและการบิดเบือนคานรุ่นฮาร์โมนิและความอิ่มตัวของความดันอะคูสติก นี้เกิดจากความจริงที่ว่าเป็นสัญญาณซายน์ของความถี่เดียวถูกสร้างขึ้นและส่งเข้าไปในสื่อที่ไม่ใช่เชิงเส้นสัญญาณจะบิดเบือนขณะที่มันแพร่กระจายเพราะความเร็วเฟสการบีบอัดสัญญาณมากกว่าความเร็วของเจือที่ ระยะ ผลกระทบนี้จะมีผลในการบิดเบือนของคลื่นที่มันแพร่กระจายเพื่อให้ "ฟันเลื่อย" หรือ "N" คลื่น -shaped ถูกสร้างขึ้นซึ่งมีความถี่ที่หลายฮาร์มอนิความถี่พื้นฐาน เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของเนื้อเยื่อลดทอนความถี่ประสานที่สูงขึ้นจะได้รับการลดปล่อยสัญญาณความถี่ต่ำจางที่ระดับความลึกมากขึ้น การสืบสวนของการสร้างเสียงดนตรีในน้ำโดยระบบการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์เริ่มต้นขึ้นในปี 1970 และ 1980s.103-105 ใช้อะคูสติกแบบไม่เชิงเส้นในระบบการถ่ายภาพทางการแพทย์เร่งในปี 1990 กับหลักสองโปรแกรม:. ประสานเนื้อเยื่อและตัวแทนอัลตราซาวนด์ตรงกันข้าม

เนื้อเยื่อถ่ายภาพฮาร์โมนิถูกตรวจสอบ ในปี 1990 โดยหลาย groups.106,107 และธรรมดาที่มีอยู่ในระบบอัลตราซาวนด์คลินิกโดยปลายปี 1990 สองลักษณะการแข่งขันลักษณะการขยายพันธุ์อัลตราซาวนด์ในสื่อไม่เชิงเส้นเช่นเนื้อเยื่อ การเพิ่มการประสานกับระยะทางขยายพันธุ์นำไปสู่การเพิ่มการดูดซึม หลังลดความกว้างและความดันรุ่นฮาร์โมนิ เนื่องจากความร้อนเนื้อเยื่อเป็นผลมาจากการดูดซึมผลกระทบไม่เชิงเส้นเพิ่มความร้อนเนื้อเยื่อเมื่อเทียบกับความร้อนที่จะเกิดขึ้นในพื้นฐานการขยายพันธุ์ frequency.108,109

เนื้อเยื่อถ่ายภาพฮาร์โมนิมักจะถูกนำมาใช้โดยการกรองความถี่อัลตราซาวนด์พื้นฐานของลำแสงที่ได้รับ ภาพที่สองฮาร์โมนิได้แสดงให้เห็นมักจะปรับปรุงความคมชัดและความละเอียดเมื่อเทียบกับภาพที่สร้างขึ้นโดยความถี่พื้นฐาน ข้อดีเหล่านี้เป็นผลมาจากการปรับปรุงหลายอย่างเช่น beamwidth แคบ sidelobes ลดเสียงก้องกังวานที่ลดลงและการกระเจิงหลายแฉกลดลงตะแกรงและเพิ่ม range.107,110 แบบไดนามิกนี้เป็นหลักเนื่องจากความจริงที่ว่าสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์เหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ต่อเนื่องกันและมีขนาดเล็กในความกว้าง . ดังนั้นพวกเขาไม่ได้สร้างเสียงดนตรีและสามารถกรองออกใน image.111 ฮาร์โมนิที่สองนอกจากนี้ตั้งแต่ประสานเป็นสัดส่วนกับตารางของความดันพื้นฐานที่เพิ่มขึ้นความดันอินพุตอะคูสติกจะสร้างเพิ่มขึ้นในสัดส่วนฮาร์โมนิที่สองเมื่อเทียบ กับสถานการณ์ที่กลางเป็นเส้นตรงและไม่มีการประสานจะถูกสร้างขึ้น (รูปที่. 2)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การขยายพันธุ์อะคูสติกเชิงเส้นในอาหารด้วยการอัลตร้าซาวด์จะส่งผลหากรูปร่างและขนาดของสัญญาณที่จุดใดในกลางมีสัดส่วนการป้อนข้อมูลความตื่นเต้น . แต่การจัดแสดงคุณสมบัติด้วยการอัลตราซาวนด์แบบไม่เชิงเส้นการทำให้รูปร่างและแอมพลิจูดของสัญญาณเสียงเปลี่ยนมันแพร่กระจายเข้าไปในเนื้อเยื่อ โดยเฉพาะการไม่เชิงเส้นผลอัลตราซาวด์ในเนื้อเยื่อ ชีพจรและการบิดเบือน , คานฮาร์รุ่น และความอิ่มตัวของความดันเสียง นี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าเป็นสัญญาณรูปไซน์ที่มีความถี่เดียวถูกสร้างขึ้นและส่งเข้าไปในกลางเส้น สัญญาณจะบิดเบือนมันแพร่กระจายเนื่องจากการบีบอัดระยะความเร็วของสัญญาณมากกว่าความเร็วของ rarefaction เฟส ผลกระทบนี้จะส่งผลในการบิดเบือนของคลื่นมันแพร่กระจาย ดังนั้น " ฟันเลื่อย " หรือ " N " รูปคลื่นที่ถูกสร้างขึ้นซึ่งมีความถี่ที่ฮาร์จำนวนเท่าของความถี่หลักมูล เนื่องจากเนื้อเยื่อโดยการเพิ่มความถี่ , เนื้อหาที่สูงขึ้นจะได้รับการออกจากการเป็นสัญญาณความถี่ต่ำ ที่ความลึกมากกว่า การตรวจสอบรุ่นของฮาร์มอนิก ในน้ำ ด้วยระบบภาพอัลตราซาวน์เริ่มขึ้นในช่วงปี 1970 และ 1980 103 – 105 ใช้เส้นอะคูสติกในระบบภาพทางการแพทย์เร่งในปี 1990 กับหลักสองโปรแกรม : ฮาร์มอนิก เนื้อเยื่อและอัลตราซาวด์ทางตัวแทนภาพเนื้อเยื่อฮาร์ถูกสอบสวนในปี 1990 โดยหลาย groups.106107 และใช้ได้ปกติในระบบอัลตร้าซาวน์ คลินิก โดยปลายปี 1990 สองผลการแข่งขันลักษณะการขยายพันธุ์แบบอัลตราซาวนด์ในสื่อต่างๆ เช่น ทิชชู่ เพิ่มด้วยการเพิ่มระยะทางชัดเจนนำไปสู่การดูดซึม หลังลดความดันแบบฮาร์มอนิกรุ่น เนื่องจากความร้อนของเนื้อเยื่อ ผลของการเพิ่มค่าความร้อนต่อเนื้อเยื่อเมื่อเทียบกับความร้อนที่จะเกิดขึ้นใน frequency.108109 ขยายพันธุ์พื้นฐานภาพเนื้อเยื่อฮาร์มักจะใช้โดยการกรองพื้นฐานอัลตราซาวด์ความถี่ของรับบีม ภาพที่สอง : ได้แสดงบ่อยๆ เพิ่มความคมชัด และความละเอียด เมื่อเทียบกับภาพที่สร้างขึ้นโดยความถี่พื้นฐาน ข้อดีเหล่านี้เป็นผลมาจากการปรับปรุงหลาย เช่นแคบ beamwidth , ลดขึ , ลด reverberations และหลายแฉกกระจาย ลดตะแกรงและเพิ่มแบบไดนามิก range.107110 นี้เป็นหลักเนื่องจากความจริงที่ว่าสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์เหล่านี้ส่วนใหญ่มีขนาดเล็กในขนาดและแบบ . ดังนั้น พวกเขาไม่ได้สร้างได้ชัดเจนและสามารถกรองออกใน image.111 ฮาร์โมนิคที่สองนอกจากนี้เนื่องจากฮาร์มอนิก เป็นสัดส่วนกับตารางของความดันพื้นฐาน เพิ่มแรงดันสัญญาณอะคูสติกจะสร้างเพิ่มสัดส่วนในวินาทีที่ประสานกัน เมื่อเทียบกับสถานการณ์ที่สื่อเป็นเส้นตรงและไม่ประสานกัน ( รูปที่สร้างขึ้น 2 )