Accurate evaluation of ultrasonic wave attenuation is important in many medical applications of ultrasound. The aim of this work is to present a thorough analysis of the effectiveness of using complementary Golay coded sequences (CGCS) during the evaluation of ultrasound attenuation in tissue-like materials, especially at greater depths or at high attenuation. In order to compare the results of the attenuation measurement with the use of CGCS transmission and a short two sine cycles pulse, ultrasound backscattered from medium with predefined attenuation of 0.3, 0.7 and 2 dB/[MHz × cm] were simulated. Also for the same transmission signals, measurements of ultrasound echoes scattered in the tissue phantom with an attenuation of 0.5 dB/[MHz × cm] were performed. In the case of numerically simulated data, for the CGCS excitation, the maximum depth for which the attenuation was correctly determined increased from 55 mm to 80 mm for the 0.7 dB/[MHz × cm] phantom and from 20 mm to 50 mm for the 2 dB/[MHz × cm] phantom compared to excitation of the transducer with a short two sine cycles pulse. When the measurement data obtained using the tissue phantom was used to estimate the attenuation coefficient, the relative error was determined to be 6% and 16% for the depths of 10 mm and 40 mm for the short two sine cycles pulse excitation, respectively. Corresponding values for CGCS excitation and considered depths were 2% and 4%. The use of CGSC sequence during attenuation measurements increases measurement accuracy and can improve medical diagnostic techniques.

中文翻译：

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使用互补 Golay 码估计超声衰减系数

超声波衰减的准确评估在超声波的许多医学应用中很重要。这项工作的目的是全面分析在评估组织样材料的超声衰减期间使用互补 Golay 编码序列 (CGCS) 的有效性，尤其是在更深或高衰减的情况下。为了比较使用 CGCS 传输和短的两个正弦周期脉冲的衰减测量结果，模拟了从介质反向散射的预定义衰减为 0.3、0.7 和 2 dB/[MHz × cm] 的超声。同样对于相同的传输信号，以 0.5 dB/[MHz × cm] 的衰减对散射在组织体模中的超声回波进行测量。在数值模拟数据的情况下，对于 CGCS 激励，与激励相比，正确确定衰减的最大深度从 0.7 dB/[MHz × cm] 体模的 55 mm 增加到 80 mm，以及 2 dB/[MHz × cm] 体模的最大深度从 20 mm 增加到 50 mm具有两个短正弦周期脉冲的换能器。当使用组织模型获得的测量数据用于估计衰减系数时，对于 10 mm 和 40 mm 的深度，对于短的两个正弦周期脉冲激励，相对误差分别为 6% 和 16%。CGCS 激发和考虑深度的对应值分别为 2% 和 4%。在衰减测量期间使用 CGSC 序列可提高测量精度并改进医疗诊断技术。7 dB/[MHz × cm] 体模和 20 mm 至 50 mm 的 2 dB/[MHz × cm] 体模与具有两个短正弦周期脉冲的换能器激励相比。当使用组织模型获得的测量数据用于估计衰减系数时，对于 10 mm 和 40 mm 的深度，对于短的两个正弦周期脉冲激励，相对误差分别为 6% 和 16%。CGCS 激发和考虑深度的对应值分别为 2% 和 4%。在衰减测量期间使用 CGSC 序列可提高测量精度并改进医疗诊断技术。7 dB/[MHz × cm] 体模和 20 mm 至 50 mm 的 2 dB/[MHz × cm] 体模与具有两个短正弦周期脉冲的换能器激励相比。当使用组织模型获得的测量数据用于估计衰减系数时，对于 10 mm 和 40 mm 的深度，对于短的两个正弦周期脉冲激励，相对误差分别为 6% 和 16%。CGCS 激发和考虑深度的对应值分别为 2% 和 4%。在衰减测量期间使用 CGSC 序列可提高测量精度并改进医疗诊断技术。对于短的两个正弦周期脉冲激励，深度为 10 毫米和 40 毫米的相对误差分别确定为 6% 和 16%。CGCS 激发和考虑深度的对应值分别为 2% 和 4%。在衰减测量期间使用 CGSC 序列可提高测量精度并改进医疗诊断技术。对于 10 毫米和 40 毫米的深度，对于短的两个正弦周期脉冲激励，相对误差分别确定为 6% 和 16%。CGCS 激发和考虑深度的对应值分别为 2% 和 4%。在衰减测量期间使用 CGSC 序列可提高测量精度并改进医疗诊断技术。