一种用于高帧率超声血流成像中增强时空灵敏度的非线性波束成形
信号处理
2022-06-24 v2 医学物理
摘要
通常，超声血流成像系统因其固有的低复杂度而采用常规延迟求和(DAS)波束成形器。但常规DAS技术对比度差、成像分辨率低且时空灵敏度有限。本文尝试用一种新颖的基于乘并求和的非线性高分辨率(NLHR)波束成形方法来改善常规血流成像的时空灵敏度。所提波束成形器的主要优势在于波束成形信号中的谐波生成与增强的相干性，从而改善对血流瞬变的时空灵敏度。我们针对基于方向互相关与基于自相关的速度估计器，利用不同速度与流向的仿真抛物流剖面、体外旋转圆盘数据集以及脉动流实验展示了所提波束成形器。NLHR波束成形对血流瞬变的灵敏度通过体外流向突变与气泡追踪实验得到验证。DAS与NLHR波束成形的时频图对比表明，由气泡流动引起的脉冲式时空变化通过非线性波束成形比DAS波束成形刻画得更为清晰。此外，在体外观察到对单个气泡更好的时空速度追踪以及对两个邻近气泡追踪的清晰可区分性。对体内颈动脉数据的初步研究也显示出与DAS算法相当乃至更优的结果。仿真、体模与体内研究中各测试案例的详细结果以视频形式随补充材料与在线提供。
引用
@article{arxiv.2108.02688,
title = {A Nonlinear Beamforming for Enhanced Spatiotemporal Sensitivity in High Frame Rate Ultrasound Flow Imaging},
author = {A. N. Madhavanunni and Mahesh Raveendranatha Panicker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.02688},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in Elsevier Computers in Biology and Medicine