Effects of cell spatial organization and size distribution on ultrasound backscattering
Notice bibliographique
Résumé
In ultrasound tissue characterization dealing with cellular aggregates (such as tumors), it can be hypothesized that cell microstructure and spatial distribution dominate the backscatter signal. Effects of spatial organization and size distribution of nuclei in cell aggregates on ultrasound backscatter are examined in this work using 2-D computer simulations. The nuclei embedded in cytoplasm were assumed to be weak scatterers of incident ultrasound waves, and therefore multiple scattering could be neglected. The fluid sphere model was employed to obtain the scattering amplitude for each nucleus and the backscatter echo was generated by summing scattered signals originating from many nuclei. A Monte Carlo algorithm was implemented to generate realizations of cell aggregates. It was found that the integrated backscattering coefficient (IBSC) computed between 10 and 30 MHz increased by about 27 dB for a spatially random distribution of mono-disperse nuclei (radius = 4.5 μm) compared with that of a sample of periodically positioned mono-disperse nuclei. The IBSC also increased by nearly 7 dB (between 10 and 30 MHz) for a spatially random distribution of poly-disperse nuclei (mean radius ± SD = 4.5 ± 1.54 μm) compared with that of a spatially random distribution of mono-disperse nuclei. Two different Gaussian pulses with center frequencies 5 and 25 MHz were employed to study the backscatter envelope statistics. An 80% bandwidth was chosen for each case with approximately 0.32 mm as the full-width at half-maximum (FWHM) for the first pulse and 0.06 mm for the second. The incident beam was approximated as a Gaussian beam (FWHM = 2.11 and 1.05 mm for those pulses, respectively). The backscatter signal envelope histograms generally followed the Rayleigh distribution for mono-disperse and poly-disperse samples. However, for samples with partially ordered nuclei, if the irradiating pulse contained a frequency for which ultrasound wavelength and scatter periodicity became comparable (d ~ λ/2), then the histograms were better fitted by the Nakagami distribution. This study suggests that the shape of an envelope histogram depends upon the periodicity in the spatial organization of scatterers and bandwidth of the ultrasound pulse.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».