Table of Contents
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TOC
10.3 Applying Snell’s Law. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
10.4 Important Points about Refraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
11. Exercises and Conceptual Questions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
12. Review of Attenuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
13. Table of Acoustic Values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
14. Reflection and Transmission Percentage for Non-normal Incidence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
15. Matching Layer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
16. Two Matching Layers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
17. Determining the Maximum Imaging Depth from the Dynamic Range. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
CHAPTER 4 - Pulsed Wave Operation
1. Motivation for Using Pulsed Wave (PW). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.1 Range Ambiguity and Continuous Wave (CW). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.2 Range Specificity and Very Short Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.3 Range Specificity and Longer Pulse Pulsed Wave (PW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.4 Range Ambiguity and a Longer Pulse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2. Pulsed Wave Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.1 Time Related Pulsed Wave Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.2 Distance Related Pulsed Wave Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3. Relating Wave Parameters and Pulsed Wave (PW) Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.1 The Difference Between a Wave Parameter and a PW Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.2 Time Related Wave Parameters and PW Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3 Distance Related Pulsed Wave Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4. The Foundational Drawing for Pulsed Wave. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5. Pulsed Wave and the Need to Understand Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
6. Definitions for Pulse Wave Related Imaging Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7. Scanned and Non-Scanned Modalities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.1 Scanned Modalities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
8. Relating PW Parameters to Ultrasound. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
8.1 The Pulse Duration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
8.2 The Pulse Repetition Period and the PRF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
8.3 The Spatial Pulse Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
8.4 Using the PRP (Line Time) to Calculate the Frame Time (and Frame Rate) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
8.5 Comparing Temporal Resolution for Scanned and Non-Scanned Modalities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9. Color Doppler, Frame Rate, and Temporal Resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.2 Creating a Color Scan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.3 Calculating the Color and Overall Frame Rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.4 Color and Poor Temporal Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
9.5 Choosing a Packet Size, the Trade-Off . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
10. Optimizing Frame Rate and Temporal Resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
11. Typical Values and Ranges for Wave, PW and Frame Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
12. The Foundational Drawing for Pulse Wave Revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
13. Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
14. Bandwidth. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
14.1 Bandwidth Defined . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
14.2 Pictorial Representation of Bandwidth. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
14.3 Bandwidth Calculation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
14.4 Fractional Bandwidth. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
14.5 Quality Factor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
14.6 The Value of Greater Bandwidth. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
15. Pulse Duration (Width) vs. Bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
15.1 The Reciprocal Relationship. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
