Novel ultrasound transmission and reconstruction techniques for synthetic transmit aperture imaging
Notice bibliographique
Résumé
This dissertation describes ultrasound algorithms developed for synthetic transmit aperture (STA) imaging during the transmission and the image reconstruction stages. Images generated using these algorithms demonstrate image quality enhancement both theoretically and experimentally. The advanced algorithms also improve the application of STA imaging. Due to the single element transmission pattern, the low signal-to-noise ratio is a major limitation for STA imaging. A delay-encoded transmission scheme (DE-STA) was designed in this dissertation to encode all the transmissions. The decoded RF signals were equivalent to the standard STA signals, but with a higher SNR. Improved image qualities were observed under DE-STA transmission in terms of lateral resolution (+28%), peak-signal-to-noise ratio (PSNR, +7 dB) and target contrast-to-noise ratio (CNR, +360%) compared to those acquired with the standard STA mode. The stability of DE-STA was analyzed and verified under various noise levels by the special distribution of the singular values of the encoding matrix through singular value decomposition (SVD) (i.e. all the singular values were the same except for the first one and the last one). A more efficient decoding process was also derived based on pseudo-inversion (PI) and the computation complexity was reduced by 2/3. Speckle and undesired sidelobe signals can reduce the lesion CNR and detectability in ultrasound images. Typically, the CNR can be increased by spatial compounding (SC) or frequency compounding (FC) during reconstruction. We proposed methods to implement a 2-dimentional (2-D) aperture domain filter in the SC/FC processes, referred to as filtered spatial compounding (FSC) and filtered frequency compounding (FFC), for synthetic transmit aperture (STA) imaging. Both techniques reduced the sidelobe interference and provided improved lesion CNR. Consequently, the lesion signal-to-noise ratio (lSNR) in FSC and FFC increased (up to +130%), compared to that in the standard delay-and-sum (DAS) method. This dissertation investigates all these proposed advanced ultrasound algorithms, with the end goal of implementing these methods in STA imaging to extend its application in clinic.
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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) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».