关于相位敏感运动估计器抗混叠方法的初步研究

《IEEE Open Journal of Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control》：Preliminary Study on an Anti-Aliasing Approach for the Phase-Sensitive Motion Estimator

　　

摘要：

自相关方法因其计算简单性和鲁棒性而被广泛用于医学超声成像（如彩色血流成像）中，以估计轴向速度。然而，其适用性受到混叠现象的显著限制：当速度超过奈奎斯特极限时，信号会发生折叠并可能以相反的极性出现。在这项研究中，我们提出了一种替代方法，该方法利用傅里叶变换分析多个频率下接收到的回波信号的相位。通过评估相位谱随频率的变化斜率，可以更准确地估计出两次传输之间对应的速度，从而提高对混叠的容忍度。只要相邻频率分量之间的相位差小于π，相位展开就成为可能，这为所提出的方法提供了理论基础。因此，与仅依赖于超声中心频率相位的传统自相关方法相比，所提出的相位谱方法扩展了混叠极限。概念验证的数值模拟清楚地展示了混叠极限的显著扩展。此外，该方法通过在人体颈动脉上的体内测量来评估其可行性，其中使用非定向单角度平面波成像技术获取回波信号。虽然传统自相关方法出现了明显的混叠效应，但所提出的方法成功纠正了速度估计中的相反极性问题，从而提高了血流评估的准确性。