Institute of Fundamental Technological Research

The Synthetic Aperture (SA) methods are widespread and successfully used in radar technology, as well as in the sonar systems. The advantages of high framerate and its relatively good resolution in the whole area of scanning, make this technique an object of interest in medical imaging methods such as ultrasonography (US). This paper describes the possible usage of the SA method in ultrasound imaging. The introduction to the principles of the SA technique in ultrasonography is presented. The measurements of different SA schemes were conducted using the set-up consisting of the research ultrasonograph module, the PC and the special wire phantom. The results for different schemes of image reconstruction are presented. Particularly the Synthetic Transmit Aperture (STA) technique was concerned. Results of the STA method are discussed in this paper.

synthetic aperture focusing technique, ultrasonic imaging

Increasing efforts are currently dedicated to incorporate the Synthetic Transmit Aperture (STA) method in ultrasound imaging systems. The STA technique can provide a pixel-like focusing (dynamic focusing at both transmit and receive) without impairment of the frame rate. This goal can only be achieved by a careful design of the transmission and reception schemes. In this paper, the preliminary results of resolution, Signal to Noise Ratio (SNR) and Contrast to Noise Ratio (CNR) measurements for a specific SA scheme with different transmit apertures are presented. The measurements were made using a novel ultrasound advanced open platform (ULA-OP) developed at the University of Florence. The ULA-OP is fully programmable and enables access to the RF echo-data from each transducer element.

synthetic aperture, ultrasound open platform

Metody ultradźwiękowego obrazowania struktur wewnętrznych człowieka są nieustannie ulepszane. Opracowywane są nowe algorytmy umożliwiające poprawę niektórych parametrów wynikowych. Przykładem jest metoda syntetycznej apertury (SA), która pozwala wyświetlać obrazy o wysokiej rozdzielczości z większą częstotliwością niż standardowa metoda formowania wiązki.
Ograniczeniem metody SA jest większa złożoność obliczeniowa, która przy znacznej ilości danych może uniemożliwić osiągnięcie pożądanej szybkości rekonstrukcji. Problem ten można ominąć rezygnując z części zarejestrowanych sygnałów. Wiąże się to oczywiście z pogorszeniem jakości obrazowania, jednak przy odpowiedniej technice przerzedzania danych degradacja obrazu jest niewielka. Proponowany sposób przerzedzania ma zastosowanie w metodzie syntetycznej apertury nadawczej (STA) i opiera się na założeniu, że sygnał uzyskany za pomocą dowolnej pary przetworników jest taki sam niezależnie od tego, który z przetworników nadawał, a który odbierał. W tej sytuacji można pominąć blisko połowę zapisanych danych i wciąż
możliwe będzie zrekonstruowanie obrazu w poprzedniej jakości. Na podstawie prezentowanych wyników symulacji oraz pomiarów na fantomach nitkowym i tkankowym wykazano, że stosując opisaną technikę przerzedzania można zmniejszyć o połowę ilość danych przy zachowaniu rozdzielczości i nieznacznym spadku parametru SNR oraz kontrastu rekonstruowanych obrazów.

metody syntetycznej apertury, przerzedzanie danych

The Synthetic Aperture (SA) methods are widespread and successfully used in radar technology, as well as in the sonar systems. The advantages of relatively good resolution in the whole area of scanning without decrease of framerate, make this technique an object of interest in medical imaging methods such as ultrasonography (US).This paper describes the possible usage of the SA method in ultrasound imaging. The measurements of different SA schemes were conducted using the set-up consisting of the research ultrasonograph module, the PC and the special wire phantom. The results for different schemes of image reconstruction are presented. Particularly the Synthetic Transmit Aperture (STA) technique was concerned. Results of the STA method are discussed in this paper.

ultrasonic imaging, synthetic aperture focusing technique