基于加速度的卡尔曼跟踪用于活体超分辨超声成像
图像与视频处理
2023-04-04 v1
摘要
超分辨超声可基于微泡的定位与跟踪，以亚波衍射分辨率对微血管结构与血流成像。当前，在有限成像帧率与高微泡浓度下准确跟踪微泡仍具挑战，尤其在心脏搏动影响及高度弯曲血管中。本研究将融入加速度的微泡运动模型引入卡尔曼跟踪框架。利用具有不同微泡运动参数与采集帧率的模拟微血管，以及活体人乳腺肿瘤超声数据集，评估了跟踪性能。仿真结果表明，在不同加速度水平与采集帧率下，基于加速度的方法优于非加速度方法，并在真正率（最高 10.03%）、假负率（最高 28.61%）和正确配对率（最高 170.14%）上取得显著提升。相较于线性插值（最高 19 um），所提方法还可通过基于加速度的非线性插值降低血管重建误差。来自人乳腺肿瘤的时间下采样低帧率活体数据集的跟踪结果显示，若以初始高帧数据结果作参考，所提方法比基线方法具有更好的微泡跟踪性能。最后，由跟踪结果估计的加速度还提供了可能包含额外宝贵诊断信息的空间速度梯度图。
引用
@article{arxiv.2304.00819,
title = {Acceleration-Based Kalman Tracking for Super-Resolution Ultrasound Imaging in vivo},
author = {Biao Huang and Jipeng Yan and Megan Morris and Victoria Sinnett and Navita Somaiah and Meng-Xing Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00819},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 10 figures