一种带时间-横向平面清理的超声剪切波速度估计约束优化方法
信号处理
2024-07-31 v1
摘要
超声剪切波弹性成像（SWE）是一种用于医学诊断的无创测量软组织硬度的方法。在SWE成像中，声辐射力引起组织位移，产生剪切波（SWs），这些剪切波在介质中横向传播。找到SWs在不同组织位置的横向到达时间有助于确定剪切波速度（SWS），该速度与介质的硬度直接相关。然而，传统的SWS估计技术在处理充满噪声和反射伪影的数据时不够鲁棒。本文提出了在时域和频域中估计SWS的新技术。这些新方法优化了一个损失函数，该函数基于已知位置之间的横向信号偏移参数，并受从时间-横向平面去噪的SW传播数据确定的邻域位移组偏移约束。所提出的约束优化通过将局部粒子的损失与高斯核耦合形成，通过在小邻域内强制执行刚度均匀性，为中心粒子提供最佳到达时间，从而实现固有的噪声鲁棒性。去噪方案涉及在每个时间-横向平面中隔离过渡的SW轮廓，创建参数化掩模。此外，执行横向插值以提高重建分辨率并获得增加的位移组，以增强优化的可靠性。所提出的噪声鲁棒方案在模拟和三个实验数据集上进行了测试。该方法的性能与3种ToF和2种频域方法进行了比较。评估显示，与最先进的方法相比，重建在视觉上和定量上均更优且噪声鲁棒。由于其高对比度和最小误差，所提出的技术可应用于组织健康检查和癌症诊断。
引用
@article{arxiv.2407.20561,
title = {A Constrained Optimization approach for Ultrasound Shear Wave Speed Estimation with Time-Lateral Plane Cleaning},
author = {Md. Jahin Alam and Md. Kamrul Hasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.20561},
year = {2024}
}