High-frame-rate ultrasound is an emerging technique for functional ultrasound imaging. However, the lateral spatial resolution and contrast in high-frame-rate ultrasound with an unfocused transmit beam are inherently lower than those in conventional ultrasonic imaging based on the line-by-line acquisition using a focused ultrasonic beam because of the low directivity of the transmit beam. Coherence-based beamforming methods were introduced in ultrasound imaging for improvement of image quality. Such methods improve the lateral spatial resolution using the coherence among ultrasonic echo signals received by individual transducer elements. In this study, a new method based on the signal-to-noise ratio (SNR) among the element echo signals was developed for enhancement of the effect of the coherence factor (CF), which was previously developed for improvement in spatial resolution and contrast. In the proposed method, a new factor, namely, SNR factor, was introduced, and the relationship between the previously developed CF and SNR factor was discussed. The proposed method was implemented in plane wave imaging, and the performance was evaluated by simulated and phantom experiments. In simulation, the lateral spatial resolution and contrast obtained with the conventional CF were 0.23 mm and 47.0 dB, respectively, which were significantly better than 0.39 mm and 15.3 dB obtained by conventional delay-and-sum (DAS) beamforming. Using the proposed method, the lateral spatial resolution and contrast were further improved to 0.12 mm and 69.8 dB, respectively. Similar trends were found also in phantom experiments.

中文翻译：

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将相干性转换为信噪比以增强自适应超声成像

高帧率超声是一种新兴的功能超声成像技术。然而，具有未聚焦发射波束的高帧率超声的横向空间分辨率和对比度本质上低于基于使用聚焦超声波束的逐行采集的传统超声成像中的横向空间分辨率和对比度，因为其方向性较低。发射光束。在超声成像中引入了基于相干的波束形成方法以提高图像质量。这种方法使用由各个换能器元件接收的超声回波信号之间的相干性来提高横向空间分辨率。在这项研究中，开发了一种基于元素回波信号之间信噪比 (SNR) 的新方法，以增强相干因子 (CF) 的效果，以前是为了提高空间分辨率和对比度而开发的。在所提出的方法中，引入了一个新的因子，即SNR因子，并讨论了先前开发的CF与SNR因子之间的关系。所提出的方法在平面波成像中实现，并通过模拟和体模实验评估其性能。在仿真中，传统 CF 获得的横向空间分辨率和对比度分别为 0.23 mm 和 47.0 dB，明显优于传统延迟求和 (DAS) 波束成形获得的 0.39 mm 和 15.3 dB。使用所提出的方法，横向空间分辨率和对比度分别进一步提高到 0.12 mm 和 69.8 dB。在幻像实验中也发现了类似的趋势。在所提出的方法中，引入了一个新的因子，即SNR因子，并讨论了先前开发的CF与SNR因子之间的关系。所提出的方法在平面波成像中实现，并通过模拟和体模实验评估其性能。在仿真中，传统 CF 获得的横向空间分辨率和对比度分别为 0.23 mm 和 47.0 dB，明显优于传统延迟求和 (DAS) 波束成形获得的 0.39 mm 和 15.3 dB。使用所提出的方法，横向空间分辨率和对比度分别进一步提高到 0.12 mm 和 69.8 dB。在幻像实验中也发现了类似的趋势。在所提出的方法中，引入了一个新的因子，即SNR因子，并讨论了先前开发的CF与SNR因子之间的关系。所提出的方法在平面波成像中实现，并通过模拟和体模实验评估其性能。在仿真中，传统 CF 获得的横向空间分辨率和对比度分别为 0.23 mm 和 47.0 dB，明显优于传统延迟求和 (DAS) 波束成形获得的 0.39 mm 和 15.3 dB。使用所提出的方法，横向空间分辨率和对比度分别进一步提高到 0.12 mm 和 69.8 dB。在幻像实验中也发现了类似的趋势。并讨论了先前开发的 CF 和 SNR 因子之间的关系。所提出的方法在平面波成像中实现，并通过模拟和体模实验评估其性能。在仿真中，传统 CF 获得的横向空间分辨率和对比度分别为 0.23 mm 和 47.0 dB，明显优于传统延迟求和 (DAS) 波束成形获得的 0.39 mm 和 15.3 dB。使用所提出的方法，横向空间分辨率和对比度分别进一步提高到 0.12 mm 和 69.8 dB。在幻像实验中也发现了类似的趋势。并讨论了先前开发的 CF 和 SNR 因子之间的关系。所提出的方法在平面波成像中实现，并通过模拟和体模实验评估其性能。在仿真中，传统 CF 获得的横向空间分辨率和对比度分别为 0.23 mm 和 47.0 dB，明显优于传统延迟求和 (DAS) 波束成形获得的 0.39 mm 和 15.3 dB。使用所提出的方法，横向空间分辨率和对比度分别进一步提高到 0.12 mm 和 69.8 dB。在幻像实验中也发现了类似的趋势。使用传统 CF 获得的横向空间分辨率和对比度分别为 0.23 mm 和 47.0 dB，明显优于传统延迟求和 (DAS) 波束成形获得的 0.39 mm 和 15.3 dB。使用所提出的方法，横向空间分辨率和对比度分别进一步提高到 0.12 mm 和 69.8 dB。在幻像实验中也发现了类似的趋势。使用传统 CF 获得的横向空间分辨率和对比度分别为 0.23 mm 和 47.0 dB，明显优于传统延迟求和 (DAS) 波束成形获得的 0.39 mm 和 15.3 dB。使用所提出的方法，横向空间分辨率和对比度分别进一步提高到 0.12 mm 和 69.8 dB。在幻像实验中也发现了类似的趋势。