基于虚拟源发射的声速鲁棒成像
医学物理
2023-03-21 v1 图像与视频处理
摘要
声速（SoS）是一种用于评估软组织生物力学特性的新型成像生物标志物。使用带手持换能器的常规超声系统在脉冲回波模式下进行 SoS 成像，有望实现新的临床应用。近期工作表明，来自单阵元（SE）发射的发散波优于平面波序列。然而，单阵元发射的功率受到严重限制，因此在回波数据中产生低信噪比（SNR）。本文提出 Walsh-Hadamard（WH）编码与虚拟源（VS）发射序列，以提升 SoS 成像中的 SNR。我们还提出了一种迭代估计介质中波束成形 SoS 的方法，否则由于用于重建的图像中波束成形不准确，会干扰 SoS 重建。通过数值仿真、体模实验和体内成像数据，我们表明 WH 对运动不鲁棒，而运动在临床成像场景中常不可避免。我们提出的虚拟源序列被证明可提供最高的 SoS 重建性能，尤其对运动伪影鲁棒。在体模实验中，尽管在静止时具有可比的 SoS 均方根误差（RMSE）17.5 至 18.0 m/s，在约 0.67 mm/s 的轻微轴向探头运动下，SE、WH 和 VS 的 RMSE 已分别恶化至 20.2、105.4、19.0 m/s；表明 WH 产生不可接受的结果，对运动不鲁棒。在临床数据中，VS 序列的高 SNR 和运动韧性相较于 SE 和 WH 序列产生了更优的对比度。
引用
@article{arxiv.2303.11262,
title = {Robust Imaging of Speed-of-Sound Using Virtual Source Transmission},
author = {Dieter Schweizer and Richard Rau and Can Deniz Bezek and Rahel A. Kubik-Huch and Orcun Goksel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11262},
year = {2023}
}