Detection and Compensation of Electro-Acoustic Impulse Response of Transducer in Ultrasound Imaging using Coded Excitation

Ultrasound imaging is widely used in non-destructive testing and medical diagnostics, which makes it worthy of study and development. In pulse-echo ultrasound imaging, the measurement area is imaged by transmitting ultrasound signals from band-limited ultrasound transducers and quantifying the delays and amplitudes of the returning echoes. However, during the process of converting the advantageous coded electrical excitation signals into acoustic signals and vice versa, the signals are distorted by the electro-acoustic impulse response of the band-limited transducer. This reduces the advantageous properties of coded signals, such as their favourable autocorrelation characteristics at the receiver. In this thesis, a study for ultrasound imaging background topics, like signal modulation and convolution, will be followed by a simulation model to visualize the effects of the transducer impulse response. This corruption is then reduced by using a Wiener filter at the receiver as a deconvolution method. Finally, a comparison is made between the results of using and not using a filter at the receiver, which shows that the Wiener filter improves the final results.

Bei der Impuls-Echo-Ultraschall-Bildgebung wird der Messbereich durch Aussendung von Ultraschallsignalen aus bandbegrenzten Ultraschallwandlern und Quantifizierung der Verzögerungen und Amplituden der zurückkehrenden Echos abgebildet. Bei der Umwandlung der kodierten elektrischen Anregungssignale in akustische Signale und umgekehrt werden die Signale durch die elektroakustische Impulsantwort des bandbegrenzten Ultraschallwandlers verzerrt. Dadurch werden die vorteilhaften Eigenschaften kodierter Signale, wie z.B. ihre günstige Autokorrelationscharakteristik am Empfänger, reduziert. In dieser Arbeit wird nach einer Studie über die Hintergründe der Ultraschallbildgebung ein Simulationsmodell erstellt, um die Auswirkungen der Transducer-Impulsantwort zu veranschaulichen. Diese Verfälschung wird dann durch die Verwendung eines Wiener Filters am Empfänger als Entfaltungsmethode reduziert. Abschließend wird ein Vergleich zwischen den Ergebnissen bei Verwendung und Nichtverwendung eines Filters am Empfänger vorgestellt.