High Frequency Ultrasound Scattering from Mixtures of two Different Cells Lines: Tissue Characterization Insights
Notice bibliographique
Résumé
Ultrasound imaging in the most commonly used imaging modality in medicine today. Ultrasound images are based on the echoes received from scattering structures in the human tissues. However, these images are traditionally based on the intensity of the received ultrasound echoes, discarding the information that is present in the frequency dependence of the backscattered waves. In this paper we demonstrate how high frequency ultrasound (20MHz) is particularly sensitive to the sizes of the nucleus (or cells) in tightly packed cell aggregate models (cell pellets) and how the frequency dependence of the backscatter provides information about the size of the effective scattering structures in an inhomogeneous medium composed of two different cell lines. Two cell lines with distinct sizes (AML 11 μm, PC3 23 μm) were used and mixed together in different portions according to volumetric ratios. A VisualSonics VS40-B high frequency ultrasound imaging device, with full access to the radiofrequency (RF) data, was used to collect images of the cell pellets and the rf data associated with those images. Spectral analysis techniques were used to measure the spectral slope, mid-band fit (MBF) and intercept of the normalized power spectrum of the rf data. It was found that the PC3 cell pellet had a much greater scattering strength as determined by the MBF compared to the AML cells (-38dB vs. -54dB), even though the smaller AML cells have a cell number density (number of cells per unit volume) 5 times greater. Moreover, the spectral slope of the PC3 cell pellet was considerably smaller than then the spectral slope of the AML pellet (0.55 dBr/MHz vs. 0.91 dBr/MHz). Both these results are consistent with scattering theory when taking into account the sizes of the nuclei and cells. Spectral parameter values of the mixtures of the AML and PC3 cells were in-between the values obtained with the pure cell pellets. The work demonstrates the sensitivity of high frequency ultrasound spectroscopy to the cell nucleus size. Keywords-tissue characterization; ultrasound scattering; cell pellet model; cell scattering; spectrum analysis
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».