FieldII：MatLab声场仿真软件在医学超声研究中的应用

"FIELD II 是一个基于线性声学原理的声场仿真软件，主要用于超声成像系统的模拟。由丹麦理工大学的J.A.延森开发，它能模拟各种超声换能器的工作，包括脉冲发射、回波接收以及在脉冲或连续波模式下的操作。FIELD II支持模拟不同形状的孔径描述（如矩形和三角形），并可进行动态聚焦和变迹。此外，最新版还包括了合成孔径成像的功能。软件通过MatLab运行，用户需要先初始化FieldII系统，然后利用不同类型的命令进行操作，如换能器、阵元和声场计算相关的函数。" FIELD II 是医学超声研究中的重要工具，其核心功能包括： 1. **声场模拟**：FIELD II 可以精确地模拟超声探头产生的声场，分析声波在不同介质中的传播和反射情况。 2. **超声换能器模拟**：支持各种类型的换能器模型，包括脉冲发射和回波接收，模拟在不同工作模式下的性能。 3. **动态聚焦和变迹**：允许用户动态调整换能器的聚焦位置和变迹特性，以适应不同的成像需求。 4. **孔径描述**：用户可以选择使用矩形或三角形来描述超声探头的孔径，以更精确地模拟实际探头的形状。 5. **衰减模型**：虽然在示例中的设置默认不考虑衰减，但FIELD II 支持非频率依赖性和频率依赖性的衰减模型，以便更真实地反映声波在传播过程中的能量损失。 6. **数据输出**：软件提供ASCII码输出选项，方便数据处理和分析。 使用FIELD II 的步骤大致如下： 1. **安装和初始化**：将软件解压缩到指定文件夹，并在MatLab环境中设置工作路径为FieldII的根目录。通过运行`field_init`命令启动软件。 2. **参数设置**：使用`set_sampling`设置采样频率，`set_field`调整仿真参数，如声速、衰减等。 3. **操作命令**：利用各种函数进行换能器（如`xdc_apodization`进行变迹时间线设置）、阵元（如`ele_`开头的命令进行阵元控制）和声场计算（如`calc_`开头的命令进行声场计算）的操作。 4. **辅助功能**：`field_debug`用于调试，`field_end`终止软件并释放内存，`field_guide`显示用户手册，`field_info`提供软件信息。 FIELD II 的强大之处在于其灵活性和可定制性，能够帮助研究人员和工程师理解超声成像的物理过程，优化探头设计，以及测试新的成像算法。通过结合理论知识和实际模拟，用户可以深入探究超声成像技术的各个方面，推动超声医学的发展。