TGC时间增益补偿详解 | 超声断层成像关键参数 | 超声波基础

时间增益补偿定义

时间增益补偿（Time gain compensation，简称TGC）的主要功能是按回声信号的衰减程度进行回声幅度补偿，是超声设备用来克服因为超声波能量衰减的导致信号减弱的一种处理方法。处理方法是将从脉冲发射开始后的回声信号随着时间的延长而逐渐增加增益。这种校正使同一结构在成像图上看起来相对一致，即使它们位于不同的深度。

时间增益补偿的原理

位于不同深度的结构回声信号返回探头的时间不同，早期回声信号代表浅层结构的反射，而晚期回声信号则来自深层结构。回声信号返回探头的时间早晚反应该处距离探头的距离，这就是超声波检测结构深度定位的基础。

我们知道发射的超声波振幅（能量）随着穿透结构的深度加大而变小，这种现象被称为衰减（扩散衰减、散射衰减、吸收衰减）。因此对于同一种结构，晚到达探头的回声信号（来自深层结构）的振幅比早到达探头的回声信号（来自浅层结构）的振幅小。那么如果超声图像是由原始回声信号直接形成的，则图像在浅层会显得较亮，在深层会显得较暗。TGC就是用来克服这种伪影，因为是根据回声信号到达探头的时间早晚进行信号增益补偿的，所以叫做“时间增益补偿”，又因为回声到达探头的时间早晚反应的该处距离探头的距离，所以也被称为“深度增益补偿”。时间增益补偿实际上是采用一定的电压曲线来控制放大器的增益，使不同深度下的超声回波信号获得不同的放大倍数。

其他说明

超声断层扫描仪的图像显示是用颜色对波幅进行编码的，也就是通过颜色对超声信号传播不连续的严重程度进行判定，所以将波幅拉得同样高而显示为统一的颜色，结果会更加准确。如果将近场和远场的回波信号放大相同的倍数，容易使大小和结构相同、深度不同的缺陷出现不同的图像显示。在A1040 MIRA 3D混凝土超声断层扫描仪的设置中，TGC并不是用来调整整体的增益，如果整体的的超声成像图偏暗或偏亮，应该用模拟增益（Analog Gain）来调整。

名称说明

不同厂商采用不同的名称来称呼时间增益补偿，这些名词都是同义词，常见的有：

深度增益补偿（Depth gain compensation，DGC）

时间增益控制（Time gain control，TGC）

空间时间补偿（spatial time component，STC）

注：STC在雷达信号处理中是指灵敏度时间控制（sensitivity time control）的缩写，又称扫描增益控制，也是一种信号增益控制技术。