基于部分哈达玛编码合成发射孔径与最小 l2 范数最小二乘法的低帧率高速成像
医学物理
2022-05-18 v1
摘要
合成发射孔径(STA)超声成像以全视场内理想聚焦而著称。然而,由于每个阵元必须单独激活,其存在信噪比(SNR)低和帧率低的缺点。在我们之前的研究中,我们用部分哈达玛矩阵对所有阵元进行编码,并利用压缩感知(CS)算法(CS-STA)重建完整的 STA 数据集。由于在每次发射中所有阵元均被激活且发射次数少于 STA,该方法可实现更高的 SNR 和更高的帧率。其主要缺点是耗时的 CS 重建。在本研究中,我们利用最小 l2 范数最小二乘法加速完整 STA 数据集的重建。得益于部分哈达玛矩阵的正交性,最小 l2 范数最小二乘解可轻易计算。所提方法通过仿真数据、实验仿体及体内数据进行测试。结果表明,该方法重建速度比 CS 算法快约 5*10^3 倍。仿真结果表明,所提方法在 STA 数据集重建上能达到与传统 CS-STA 方法相同的精度。仿真、仿体与体内实验表明,与 STA 相比,所提方法能在保持空间分辨率且减少发射次数的情况下改善广义对比度噪声比(gCNR)和 SNR。总之,LS-STA 改善的图像质量和降低的计算时间为其在临床中的实时应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2110.15551,
title = {Partial Hadamard Encoded Synthetic Transmit Aperture for High Frame Rate Imaging with Minimal l2-Norm Least Square Method},
author = {Jingke Zhang and Jing Liu and Wei Fan and Weibao Qiu and Jianwen Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15551},
year = {2022}
}