Displacement Estimation in Ultrasound Elastography Using Pyramidal Convolutional Neural Network
Notice bibliographique
Résumé
In this article, two novel deep learning methods are proposed for displacement estimation in ultrasound elastography (USE). Although convolutional neural networks (CNNs) have been very successful for displacement estimation in computer vision, they have been rarely used for USE. One of the main limitations is that the radio frequency (RF) ultrasound data, which is crucial for precise displacement estimation, has vastly different frequency characteristics compared with images in computer vision. Top-rank CNN methods used in computer vision applications are mostly based on a multilevel strategy, which estimates finer resolution based on coarser ones. This strategy does not work well for RF data due to its large high-frequency content. To mitigate the problem, we propose modified pyramid warping and cost volume network (MPWC-Net) and RFMPWC-Net, both based on PWC-Net, to exploit information in RF data by employing two different strategies. We obtained promising results using networks trained only on computer vision images. In the next step, we constructed a large ultrasound simulation database and proposed a new loss function to fine-tune the network to improve its performance. The proposed networks and well-known optical flow networks as well as state-of-the-art elastography methods are evaluated using simulation, phantom, and in vivo data. Our two proposed networks substantially outperform current deep learning methods in terms of contrast-to-noise ratio (CNR) and strain ratio (SR). Also, the proposed methods perform similar to the state-of-the-art elastography methods in terms of CNR and have better SR by substantially reducing the underestimation bias.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».