Page 41 - 《应用声学》2022年第5期

第 41 卷 第 5 期 那雪璐等： 菲涅尔区域的乳腺三维超声成像技术 717

表 4 尺寸误差 3.2 成像分辨率
Table 4 Dimension error
病变成像分辨率的定义有两种：一是能够成像
的最小病变尺寸，二是两病变间的最小分辨率。本
病变 1 病变 2 病变 3 病变 4 病变 5 病变 6
文为研究菲涅尔区域法成像的最小分辨率，分别建
模型直径/mm 8 8 8 8 6 4
立了单病变模型和双病变模型，如图10(a)、图10(b)
反演直径/mm 6.88 6.68 6.85 6.95 6.29 5.70
所示。其中，图 10(b) 中两个病变完全相同，参数设
尺寸绝对误差/mm 1.12 1.32 1.15 1.05 0.29 1.70
置如表5所示。
尺寸相对误差/% 14.00 16.50 14.38 13.13 4.83 42.50
表 5 乳腺模型参数
观察病变 1、病变 2、病变 3 可见：相对于背景腺 Table 5 The breast model parameters
体的声速差越大其声速反演误差越大；观察病变 4、
水 腺体 病变 1 病变 2
病变5、病变6可见：病变尺寸越小，声速反演误差越
声速/(m·s −1 ) 1500 1510 1560 1560
大。这是由于穿过小尺寸病变的菲涅尔体积更少，
直径/mm 70 60 4 4
迭代时的加权样本更少，增加了小尺寸病变的声速
反演误差。 对于单病变模型，不断缩小病变尺寸(4 mm →
由式 (6) 可知，反演声速最值与背景腺体声速 2 mm → 1 mm → 0.6 mm → 0.4 mm) 进行成像，
是影响尺寸估计的主要参数，而病变反演声速最值 如图11所示。

是一个空间网格、病变实际声速、病变实际尺寸、迭 由图11所示，该成像条件下菲涅尔区域法对单
代截止条件等仿真参数综合作用的结果，这加剧了 病变的最小分辨率为 2 mm，2 mm 以下病变成像无
本文基于仿真方法研究乳腺病变尺寸测量分析的 法明显观察到。
难度。表4中病变 1、病变2、病变 3、病变4 的成像尺 对 于 双 病 变 模 型， 不 断 缩 小 两 病 变 间 距
寸误差 (1 ∼ 1.4 mm 之间) 相近，而病变 6 的尺寸误 (6 mm → 5 mm → 4 mm → 3 mm → 2 mm →
差最大，这与表 3 中的成像声速误差相对应：病变1、 1 mm) 进行成像。如图 12 所示，当病变间距缩小至
病变2、病变3、病变 4的反演声速误差(0 ∼ 4 m·s −1 3 mm 时，成像图像中两病变不能完全分离，证明该
之间) 相近，而病变 6 具有最大的声速误差，这表明 成像条件下菲涅尔区域法对双病变的最小分辨率
病变尺寸成像误差受到反演声速质量的影响较大。 为4 mm。
而病变 5 的尺寸测量误差最小则可能是由于病变 5 可见，相较单病变模型，双病变模型对于病变
的尺寸设置处于中间值，本文的尺寸测量标准对于 间距成像分辨率更低。为进一步提高双病变成像分
该尺寸的病变更有利。 辨率，分析各参数对成像分辨率的影响。显而易见，

ܦᤴ/(mSs -1 ) ܦᤴ/(mSs -1 )
1560 1560
10 10
1550 1550
20 20
1540 1540
30 30
y/mm 40 1530 y/mm 40 1530
50
1520 50 1520
60 60
1510 1510
70 70
80 1500 80 1500
10 20 30 40 50 60 70 80 10 20 30 40 50 60 70 80
x/mm x/mm
(a) ӭჁԫവی(Ⴡԫᄰय़4 mm) (b) ԥჁԫവی(ːჁԫᫎᡰ4 mm)

图 10 乳腺模型
Fig. 10 The breast model