基于运动补偿的机械扫描式高频超声成像技术.pdf

第 42 卷第 4 期2023 年 8 月Vol.42,No.4Aug.,2023声学技术Technical Acoustics基于运动补偿的机械扫描式高频超声成像技术谢 旭1,3，王宁浩2,3，黄文昌2,3，吕加兵3，韩志乐3，顾 磊1，简小华2,3(1.河海大学机电工程学院，江苏常州 213022；2.中国科学技术大学生物医学工程学院（苏州），生命科学与医学部，江苏苏州 215000；3.中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医用声学技术研究室，江苏苏州 215163)摘要：由于高频相控阵超声成像系统和多阵元高频超声探头工艺复杂，成本较高、实现难度大，单阵元的机械扫描式高频超声成像探头因其结构简单、实现方便、成本低的特点仍具有较高的理论研究和实际应用价值。但目前机械扫描式成像系统的机械扫描的非均匀性是阻碍其性能进一步提升的主要问题，因此文章设计了一种高精度运动补偿的机械扫描式高频超声成像探头和系统，通过理论计算分析、运动系统结构设计加工、扫描成像系统搭建实现了高精度的扫描成像。最后，线靶和仿体的成像实验结果显示，经运动补偿后，系统能够有效克服传统机械扫描成像的伪影和失真，实现的横向几何位置精度误差为1.34%，纵向几何位置精度误差为1.33%，面积测量精度误差为3.15%，为高精度、高频超声成像算法和系统研究提供了一种有效的手段。关键词：高频超声成像；机械扫描；运动补偿中图分类号：TB553 文献标志码：A 文章编号：1000-3630(2023)-04-0475-09Research on mechanical scanning high frequency ultrasonic imaging with motion compensationXIE Xu1,3,WANG Ninghao2,3,HUANG Wengchang2,3,LYU Jiabing3,HAN Zhile3,GU Lei1,JIAN Xiaohua2,3(1.College of Mechanical and Electrical Engineering,Hohai University,Changzhou 213022,Jiangsu,China;2.School of Biomedical Engineering(Suzhou),Division of Life Sciences and Medicine,University of Science and Technology of China,Suzhou 215000,Jiangsu,China;3.Medical Acoustics Technology Laboratory,Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology,Chinese Academy of Sciences,Suzhou 215163,Jiangsu,China)Abstract:The high-frequency phased array ultrasonic imaging system and its multi-elements high-frequency ultrasonic probe are complicated,costly,and difficult to implement.Therefore,the single-element mechanical scanning high-frequency ultrasonic imaging system has still high theoretical research and practical application value due to its simple structure,convenient implementation and low cost.However,the non-uniformity of mechanical scanning is the main obstacle to improving the performance of a mechanical scanning imaging system.Therefore,a high-frequency ultrasonic imaging probe with high precision mechanical scanning motion compensation is designed in this paper.High-precision scanning imaging is finally realized through theoretical calculation and analysis,structural design and processing,and the construction of scanning imaging system.The imaging experimental results of line target and imitation object show that after motion compensation,the system can effectively overcome the artifacts and distortion of traditional mechanical scanning imaging,the errors in transverse geometric position,longitudinal geometric position and area measurements are1.34%,1.33%and 3.15%respectively,which provides an effective means for the research on high-precision high-frequency ultrasonic imaging algorithm and system.Key words:high frequency ultrasound imaging;mechanical scanning;motion compensation0引 言超声成像作为一种无损、无辐射、实时性好、检测价格低的医学成像技术，广泛用于获取体内结构和功能信息1。高频超声成像2-3因其比常规超声图像分辨率更高，能够清晰地显示组织图像和精细结构，广泛应用于临床眼科、皮肤4、心血管等领引用格式：谢旭,王宁浩,黄文昌,等.基于运动补偿的机械扫描式高频超声成像技术J.声学技术,2023,42(4):475-483.XIE Xu,WANG Ninghao,HUANG Wengchang,et al.Research on mechanical scanning high frequency ultrasonic imaging with motion compensationJ.Technical Acoustics,2023,42(4):475-483.DOI:10.16300/ki.1000-3630.2023.04.010收稿日期:2021-12-24;修回日期:2022-03-24基金项目:国家自然科学基金(21927803);国家重点研发计划项目(2019YFC0120501);江苏省科技项目(BZ2021037)。作者简介:谢旭(1992),男,江苏泰兴人,硕士研究生,研究方向为机械。通信作者:简小华,E-mail:2023 年声学技术域5-6。在皮肤成像方面7-8，高频超声用于精确测量皮肤各层厚度、病变范围以及腔内检查、浅表小血管9血流多普勒扫描等。此外，其潜在应用包括对肿瘤分期和边界定义，探索炎症性皮肤病，研究皮肤老化和伤口愈合等。实验用小动物无损检查主要是对小动物进行高频超声成像实验10-11，比如对白鼠和兔子的胚胎、心脏12等的观察为肿瘤学、发育生物学、心血管学提供研究意义。眼前节显微检查13-14，包括诊察和治疗青光眼、眼外伤、前节肿瘤和囊肿、角膜病以及人工晶体评价等。基于血管内成像是一种新型介入式超声成像技术，用以实时提供患者冠状动脉血管横截面图像的检查手段，当前血管内超声(Intraverous Ultrasound,IVUS)成像技术在不影响临床经皮冠状动脉成形术手术过程与疗效的前提下，能够有效提供脉壁微结构灰度图像。高频血流成像方面多采用多普勒技术来评估微血管内流量，使用高频超声能够克服传统多普勒系统空间分辨率不足和灵敏度不高的缺点，除了改善多普勒信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)，更容易检测较慢的血流。Ferrara等15用频率为38 MHz的脉冲多普勒系统观察兔子晶状体内直径为100 m的血管，其血流速度降低至0.2 mms-1。超声内窥成像是在体内腔道进行超声检查成像，通过安装在介入导管前段的微型高频超声探头，插入支气管、食道、胃肠等进行实时扫描成像，相对于传统胃肠镜只是对胃肠道“照镜子”，超声内窥成像可以观察到胃壁的五层结构，肿瘤生长层次、浸润深度以及常规检验设备难以观察肠道附近的胰腺、胆囊、胆管病变等。然而，多阵元高频超声换能器的制作工艺难度较大，其频率很难做到20 MHz以上，另外阵列式高频超声成像系统价格昂贵，多为国外公司垄断，如加拿大Visual Sonics开发的Vevo 3100超声成像平台，图像分辨率最高可达30 m，但售价高达300500万元人民币，S-Sharp公司针对实验小动物所开发的高频、高分辨率Prospect小动物超声影像系统，同样售价不菲。多通道高频超声成像系统结构复杂，受制于收发、模数(Analog Digital,A/D)采样等核心芯片技术的制约，导致高频超声系统开发受限。此外，目前市场上的高频超声成像系统一般具有128甚至更多的通道，但是不提供开放接口和原始数据，无法兼容不同厂商的探头。通常为了使用某个专用超声系统，就必须购置与其匹配的超声探头，而高性能的超声探头的价格也极高，例如飞利浦xMatrix探头的售价高达百万元人民币，易造成资源浪费。在科研级高频成像系统研究方面，Stitt等16设计了16通道模拟波束合成器的高频超声成像系统，用于配合频率30 MHz线性阵列换能器使用，但是该系统设计复杂，同时帧率相对较低。Lu等17研制了一种用于研究有限衍射波束的高帧率系统。该系统具有128个独立通道，频率为40 MHz发射能力和12位A/D转换接收能力，但是该系统无法进行实时波束形成，必须在数据采集后进行离线处理。可见，目前多通道的高频超声成像系统在研发方面仍存在诸多挑战。与多通道高频超声成像系统相比，基于单阵元换能器的机械扫描式成像方法为高频超声成像提供合适且紧凑的解决方案18-19。传统的机械扫描方式主要包括机械扇形扫描和机械旋转式扫描20-21。扇形扫描成像技术适合检查心脏，扫查声束经肋骨间的窄细小窗进入胸腔内后，扫查声束呈扇形对心脏进行大范围扫查，避免了用线性扫查时声束经肋骨产生强反射而难以到达心脏的缺点。机械旋转式多用于血管内超声成像，一般采用内置频率为2040 MHz高频微型超声探头22，在冠状动脉及周围动脉血管内成像23，获得动脉管壁的环式B超图像24。但现有机械扫描系统的共性问题是机械扫描的非线性25及定位依靠编码器等，无法监测反馈，导致机械扫描定位精度差，图像存在失真。为了克服这一问题，国内外学者尝试了多种方法。例如，Zhang等1设计了手持式单阵元高频超声皮肤成像系统，通过光学传感器检测行走距离并提供超声波换能器位移，传感器可以直接精确地跟踪位置，但光学传感器检测到的位移是用分辨率表示的，必须经过转化为实际距离值，然后才能正确地形成B模式图像。此外，其他的方法，比如Choi等18设计了一种基于镜扫描的单阵元超声成像系统，该系统中声学镜通过扫描仪内的线圈与镜中磁体之间的电磁力快速控制，声波束在镜面扫描后倾斜，达到阵列超声换能器的效果。这种扫描仪尺寸小，结构简单，但是回波信号经折射后损耗较大，成像分辨率不高，仍需解决扫描镜的非线性和扫描图形的补偿问题26。而He等27则采用管状压电驱动器驱动前视高频单阵元换能器进行成像的方案，能够进行B扫描和C扫描成像，但是该结构提供的定位需要提高定位精度，同时成像效率较低。为了实现高频超声换能器短距离高速往复移动，在扫描过程中同步输出高精度位置信息，并用于触发成像，本文研发了一种高精度运动补偿的机械扫描式高频超声成像系统。该系统理论计算分析了扫描位置规律、对运动系统结构进行设计加工、476第 4 期谢旭等：基于运动补偿的机械扫描式高频超声成像技术扫描成像系统并通过实验验证优化的方法，最终实现了系统的高精度扫描成像。1机械结构1.1机械结构设计本系统设计目的是通过机械结构运动实现高频换能器的直线往复移动，在扫描范围内对检测物直线往复扫描，期望达到传统超声线型阵列换能器的成像效果。工业上根据应用场景，把电机的旋转运动转化为直线运动28，常用的方法有气动、液压、齿轮齿条、同步带、丝杠传动等等。根据不同应用需求，如行程、精度、直线推力、机械效率、安装、维护等，上述将旋转运动转化为直线运动的方式得到了广泛的应用，但也存在很多缺点。在方案设计阶段，我们选择齿轮齿条和连杆传动两种方案。齿轮齿条将旋转运动转化为直线运动29，根据机械加工的水平，可以达到较高精度，由于齿条可以拼接，行程没有限制，通过齿的啮合，可以得到很大的推力。这种方案的结构简单，安装方便30，且齿轮齿条的直线往复运动是匀速可控的。但实现往复运动需要步进电机不断地正反转切换，而步进电机的正反切换需要更多的相应时间，因而影响实时成像的时效性。齿啮合存在反向间隙，振动大，会造成超声成像存在严重伪影，同时齿轮齿条机加工精度的一致性难以保证，运行速度较低。连杆机构是由若干(两个以上)有确定相对运动的构件用低副(转动副或移动副)联接而成的机构。低副是面接触，耐磨损，加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，制造精度较高31。这种方式步进电机旋转为整周运动，能够实现换能器连贯的直线往复移动，不需要步进电机来回正反转，与齿轮齿条机构相比，连杆机构实时成像的帧率得到了提高，但其缺点是曲柄连杆机构存在急回特性32。因此，本文选择连杆传动方案，将高频超声成像的实时性，高分辨率作为主要考量因素。连杆机构的运动是非线性的，易造成高频超声系统错误成像，但通过本文提出的运动补偿方法33，可以实现正确成像。高频超声探头机械结构中包含的零部件主要是同级传动齿轮，齿轮轴，轴承(NSK 681X-H-ZZ)，轴套，卡簧，滑块导轨组(THK RSR3M)，曲柄，连杆，弹簧，支撑座，阵元座，电机固定板，连接板，连接柱，滑轨固定板，等组成。该结构的设计图如图1所示。1.2机构运动分析连杆机构运动的实质是对心曲柄滑块结构34，曲柄R绕A点做匀速旋转，通过连杆L带动滑块C在固定导轨内直线往复运动，对心曲柄滑块结构示意图如图2所示。设滑块C的运动距离为02R，根据对心曲柄滑块结构的运动分析，通过计算可以得到曲柄R转动任意角度时滑块C的运行距离S：S=R+L-Rcos-Lcos(1)式中：S为滑块运行距离；R为曲柄长度；L为连杆长度；为曲柄与AC之间的夹角；为连杆与AC之间的夹角，Lsin=Rsin(假设RL=)。因此可得：cos=1-sin2=1-2sin2 1-122sin2(2)将sin2=12(1-cos2)代入式(2)，得到：cos=1-142(1-cos2)(3)所以，得到滑块运行距离S：S=R ()1-cos+14()1-cos2(4)由式(4)可以计算出曲柄转动的角度与滑块位移距离之间的关系。曲柄的转动是由步进电机转动图2 对心曲柄滑块结构示意图Fig.2 Structural diagram of centering crank slider图1 高频超声探头机械扫描模块结构设计图Fig.1 Design drawing of the mechanical scanning structure of high frequency ultrasonic probe4772023 年声学技术轴经同级齿轮传递的，因此曲柄转动的角度与步进电机转动轴同步，步进电机的步距角是1.8，由步进电机驱动板传输给步进电机一个脉冲，曲柄转动1.8，因此，曲柄转动一圈，驱动板需要传输200个脉冲，滑块位移为2R，高频换能器的有效扫描行程也就是2R。本文中，曲柄R与连杆L长度相等，得到=1，将代入式(4)，得到文中曲柄转动角度与滑块位移距离的关系式：s=R()2-2cos 02 3222R 232(5)运用Matlab软件仿真模拟式(5)，得到滑块理论运动曲线，如图3所示。由图3可见，该曲线整体上是对称的，在018滑块缓慢移动，在36108加速运动，126162逐渐减速，162180处于停滞状态，180360的运动状态与0180的运动状态则是相反的。通过光电传感器对滑块位移点进行采样，滑块一次直线往复运动的采样数为100次，即步进电机每转动3.6采集一次位置数据。将采集数据通过Matlab软件生成曲线图，该曲线以角度为横坐标，间隔为45，位移为纵坐标，滑块实际位移曲线如图4所示。滑块实际位移曲线与理论运动曲线保持相对一致。实际运动曲线中，在72与284附近存在非平滑点。综合考虑是由于滑块运动到导轨中心处的螺纹 孔 造 成 卡 顿 而 产 生 的。滑 动 导 轨 组(THK RSR3M)总长度为30 mm，是目前市面上最小机械尺寸的滑动导轨组之一，在机械加工中精度很难完全保证，因此会造成不可避免的实际应用偏差。滑动导轨组及螺纹孔如图5所示。综上，通过将滑块理论计算运动曲线与实际采样点曲线相结合，形成运动补偿曲线，将其应用到高频超声成像算法中2，可以实现单阵元高频超声系统机械扫描的高精度运动补偿，以此达到机械扫描式高频超声的正确成像，同时提高图像质量。超声成像算法35加入运动补偿后，成像系统能够进行实时超声波束形成，采集的RF信号不需要离线处理，即可完成实时成像。2实验系统高精度运动补偿的机械扫描式高频超声成像系统由连杆机构、步进电机(SUMTOR 20HS2806A4)、旋转编码器(Omron E6A2 CWZ3E)、步进电机驱动板(DRV884EVM)、电源、计算机、Vantage超声研究平台(Verasonics公司,USA)等组成，系统组成如图 6 所示。工作时，首先通过计算机 DRV8884EVM V1.0控制界面设置每秒脉冲数控制步进电机驱动板，为了提高成像分辨率和电机定位精度，减弱电机低频时的振动，降低机械结构在共振区工作的概率36，设置细分1/8。驱动板将脉冲信号传输图4 步进电机转动角度与换能器位移实际关系Fig.4 Actual relationship between rotation angle of stepping motor and displacement of transducer图3 步进电机转动角度与换能器位移理论关系Fig.3 Theoretical relationship between rotation angle of step-ping motor and displacement of transducer图5 滑动导轨组及螺纹孔Fig.5 Sliding guide rail set and threaded hole478第 4 期谢旭等：基于运动补偿的机械扫描式高频超声成像技术给步进电机，每秒发射100个脉冲信号，即步进电机转一圈需要2 s。步进电机的转动轴为通轴，一端连接传动齿轮，驱动连杆机构，另一端通过联轴器连接旋转编码器，步进电机转动角度与编码器相同，编码器分辨率为每转发射100个脉冲和500个脉冲，分别记为编码器100 P/R和编码器500 P/R。传动齿轮将步进电机的传动角度传递至曲柄轴，带动曲柄做相应的转动，连杆终端与滑块导轨组相连接，换能器通过阵元座与滑块相连接，并沿着导轨直线往复运动，导轨总长为30 mm，除去滑块长度11 mm以及固定边界等情况，有效行程为14 mm。步进电机运转时，每转一圈，编码器产生100个脉冲或500个脉冲激励信号，发送至Vantage，Vantage将同等线数的短脉冲信号发送至换能器，换能器产生扫描超声波探测目标物，将产生的回波信号由换能器接收至Vantage，经系统图像算法生成超声图像。图6中，为了提高成像的轴向分辨率，采用频率为 20 MHz 的铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)换能器37-39，探测距离为20 mm，主要参数如表1所示，测试回波的时域信号及频谱如图7所示。3结果与结论首先对直径为10 m，间距为6 mm的两根钨丝体模进行扫描成像，验证经运动补偿后探头的成像精度。钨丝体模如图8所示。钨丝体膜的成像对比如图9所示。图9(a)共出现四个白色亮点，现实中正确图像应该为两个亮点。这是因为换能器对钨丝是往复扫描的，其运动轨迹从起始点至终点再回到起始点，此段有效行程内所形成的图像是前进段位移与回程段位移扫描所成的拼接图像。图9(b)则是经过运动补偿后的扫描图像，经测量两个靶点之间的距离是6.1 mm，计算可得横向位置精度误差为1.67%。扫描成像钨丝的直径为10 m，只有人体头发直径的1/10，但图中能清晰辨别钨丝的位置，可见成像精度较高。进一步利用系统对仿体进行扫描成像。仿体由聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)和氧化铝经热水搅拌融化放入模具后冷藏制成。PVA是一种安全的图6 成像系统组成示意图Fig.6 Schematic diagram of imaging system composition表1换能器特性参数Table 1Characteristics parameters of the transducer频率/MHz20.9纵向分辨率/mm0.1长度/mm3.0横向分辨率/mm0.2宽度/mm1.2相对带宽/%51.3高度/mm0.9峰峰值/mV736图8 钨丝体模Fig.8 Tungsten wire phantom图7 频率为20 MHz换能器接收的脉冲回波时域信号及其频谱图Fig.7 Time domain signal and its spectrum of the pulse echo received by the 20 MHz transducer4792023 年声学技术高分子有机物，具有良好的生物相容性，其水性凝胶在眼科、伤口敷料40和人工关节方面有广泛应用。用PVA制成仿体的声学性能参数更接近人体组织，其超声成像图可以为探头优化提供合理化的参考。氧化铝不溶于水，但吸水性很强，有较强的吸附能力与催化活性，可以作为强散射子41。实验室制作的仿体如图10所示。重点对图10所示仿体的两个纵向为圆孔进行扫描成像，上孔面积约为 7 mm2，下孔面积约12.56 mm2，两个圆孔的边界尺寸为3 mm，仿体成像对比如图11所示。图11(a)为扫描的初始图像，探头的扫描方式从图10所示a点至b点再回到a点，图11(a)中间的阴影拉长线对应运动曲线的顶点位置。仿体的初始成像图与线靶存在差异，部分位置有明显的压缩痕迹，这对应实际运动曲线中的非平滑点。在成像算法中，加入运动补偿，得到图11(b)所示的扫描图像。图11(b)正确显示了仿体图像，能明显区分出上下孔的面积差异。最后使用分辨率分别为每转发射100个脉冲和每转发射500个脉冲的编码器进行实验。两款编码器的成像对比如图12所示。使用100 P/R编码器时，步进电机的参数设置为每秒发射800个脉冲，细分为1/8，扫描成像的速度较快，但是图像的分辨率较差。图12(b)是使用500 P/R编码器后系统的扫描图像，图12(b)图的图10 仿体实物图Fig.10 Photo of the actual imitation object图9 机械扫描运动补偿前后的钨丝成像Fig.9 Tungsten wire images before and after mechanical scan-ning motion compensation图11 机械扫描运动补偿前后的仿体成像Fig.11 Imitation object images before and after mechanical scanning motion compensation480第 4 期谢旭等：基于运动补偿的机械扫描式高频超声成像技术成像质量明显高于图12(a)，此时步进电机设置为每秒发射200个脉冲，细分为1/16，高频换能器16 s往复扫描1次。通过测量，使用两款编码器后系统的成像结果如表2所示。由表2可见使用500 P/R编码器后，高频超声成像图的横向位置精度误差降低了 0.33 个百分点，纵向位置精度误差降低了5.34个百分点，平均面积测量误差降低了 4.4 个百分点。针对不同编码器，成像系统的成像速度不同，根据使用场景来决定不同编码器的选用。4结 论本文利用滑块运动的实际采样曲线对滑块运动理论曲线进行修正以提高扫描精度。进行运动补偿时，首先通过理论计算和光学检测的方法分别获取运动的理论曲线和实际运动曲线。然后，将运动曲线应用到高频超声成像算法当中：针对理论曲线中生成的超声图像出现拉伸或者压缩的迹象/区域，结合实际运动曲线如曲线的上升段和下降段进行运动位置的修正。在曲线最高处的直线段由于进入稳定阶段，理论和实际曲线相近，可以采用理论曲线，有助于消除超声图像中的伪影，提高超声成像质量。线靶成像实验中，线靶的扫描成像图能精确显示直径为10 m的钨丝。仿体成像实验中，经测量和计算，高频超声成像探头的横向几何位置精度误差为1.34%，纵向几何位置精度误差为1.33%，面积测量精度为3.15%。根据国标对频率9 MHz超声诊断设备的横向(纵向)几何位置精度要求是5%，本文高频超声探头在编码器500 P/R的支持下能够达到临床使用要求。同时，该成像探头结构简单，经济性好，可以减少系统对高端芯片的依赖，在高分辨率生物医学和工业无损检测领域具有广阔的应用前景。在后续的实验计划采用更高频率的如频率为30 MHz和50 MHz换能器进行扫描成像，并采用不同的成像系统。目前的试验受限于Vantage系统80 MHz的采样率。此外，仿体实验后，针对皮肤浅表组织进行成像实验，并检测盲区、探测深度、横向(纵向)分辨率、横向(纵向)几何位置精度等技术参数。未来希望对高频超声成像系统进行整合，使成像系统更加完善，通过增强发射强度和接收灵敏度的方法，提高高频超声成像的质量。图12 编码器100 P/R与编码器500 P/R成像对比Fig.12 Comparison of imaging results between the encoder 100 P/R and the encoder 500 P/R表2编码器100 P/R与编码器500 P/R的成像参数对比Table 2Comparison of imaging parameters between the en-coder 100 P/R and the encoder 500 P/R双孔边界距离/mm3.22.96编码器100 P/R500 P/R上空洞面积/mm27.646.69横向位置精度误差/%1.671.34下空洞面积/mm213.3212.31纵向位置精度误差/%6.671.33钨丝中心距离/mm6.106.08平均面积测量误差/%7.553.154812023 年声学技术参考文献1ZHANG W T,LIN Y C,CHEN W H,et al.A free-hand sys-tem of the high-frequency single element ultrasound transduc-er for skin imagingC/LIN KP,MAGJAREVIC R,DE Car-valho P.International Conference on Biomedical and Health Informatics.Cham:Springer,2020:91-99.2王宁浩,徐杰,韩志乐,等.编码发射技术在医学高频超声成像中的研究进展J.声学技术,2020,39(5):517-524.WANG Ninghao,XU Jie,HAN Zhile,et al.Advances in en-coding transmission techniques in medical high frequency ul-trasound imagingJ.Technical Acoustics,2020,39(5):517-524.3张开宁.高频超声技术应用:以对甲状腺全切术后原甲状腺区结节的诊断为例J.科学与信息化,2018(5):158,160.ZHANG Kaining.Application of high-frequency ultrasound technologytaking the diagnosis of original thyroid nodules after total thyroidectomy as an exampleJ.Kexue Yu Xinxi-hua,2018(5):158,160.4谢雄风,高金平,张学军.高频超声在皮肤科的应用J.中华皮肤科杂志,2017,50(10):768-770.XIE Xiongfeng,GAO Jinping,ZHANG Xuejun.Application of high frequency ultrasound in dermatologyJ.Chinese Jour-nal of Dermatology,2017,50(10):768-770.5费春龙.高频(100 MHz)超声传感器的研制与应用研究D.武汉:武汉大学,2015.FEI Chunlong.Researches on high frequency(100MHz)ul-trasonic transducers:fabrication and applicationD.Wuhan:Wuhan University,2015.6HAN Z L,WANG N H,ZHU X L,et al.A miniature high-frequency rotary ultrasonic encoder for internal ultrasound im-agingJ.IEEE Sensors Journal,2021,21(12):13137-13145.7VOGT M,ERMERT H.In vivo ultrasound biomicroscopy of skin:spectral system characteristics and inverse filtering opti-mizationJ.IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,2007,54(8):1551-1559.8TURNBULL D H,STARKOSKI B G,HARASIEWICZ K A,et al.Ultrasound backscatter microscope for skin imagingC/1993 Proceedings IEEE Ultrasonics Symposium.Balti-more,MD,USA.IEEE,2018:985-988.9DE KORTE C L,PASTERKAMP G,VAN DER STEEN A F,et al.Characterization of plaque components with intravas-cular ultrasound elastography in human femoral and coronary arteries in vitroJ.Circulation,2000,102(6):617-23.10 TURNBULL D H.In utero ultrasound backscatter microsco-py of early stage mouse embryosJ.Computerized Medical Imaging and Graphics,1999,23(1):25-31.11 FOSTER F S,ZHANG M Y,ZHOU Y Q,et al.A new ultra-sound instrument for in vivo microimaging of miceJ.Ultra-sound in Medicine&Biology,2002,28(9):1165-1172.12 VIRMANI R,KOLODGIE F D,BURKE A P,et al.Lessons from sudden coronary deathJ.Arteriosclerosis,Thrombosis,and Vascular Biology,2000,20(5):1262-1275.13 SILVERMAN R H,KETTERLING J A,COLEMAN D J.High-frequency ultrasonic imaging of the anterior segment us-ing an annular array transducerJ.Ophthalmology,2007,114(4):816-822.14 PAVLIN C J,HARASIEWICZ K,SHERAR M D,et al.Clini-cal use of ultrasound biomicroscopyJ.Ophthalmology,1991,98(3):287-295.15 FERRARA K W,ZAGAR B,SILVERMAN R,et al.50 MHz color flow mappingC/1995 IEEE Ultrasonics Symposium.Proceedings.An International Symposium.Seattle,WA,USA.IEEE,2002:1497-1500.16 STITT J P,TUTWILER R L,SHUNG K K.An improved four-focal zone high-frequency ultrasound analog beamformerC/2002 IEEE Ultrasonics Symposium,2002.Proceedings.Munich,Germany.IEEE,2003:617-620.17 LU J Y,CHENG J Q,WANG J.High frame rate imaging sys-tem for limited diffraction array beam imaging with square-wave aperture weightings high frame rate imaging system for limited diffraction array beam imaging with square-wave aper-ture weightingsJ.IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferro-electrics and Frequency Control,2006,53(10):1796-1812.18 CHOI S,KIM J Y,LIM H G,et al.Single-element ultrasound imaging system based on mirror scanningC/2020 IEEE In-ternational Ultrasonics Symposium(IUS).Las Vegas,NV,U