Ultrasound shear wave elastography: numerical modeling and time-frequency analysis with an application in HIFU thermal lesion detection
Notice bibliographique
Résumé
In this work, a new numerical framework is proposed and implemented to simulate acoustic wave propagation in 3D viscoelastic heterogeneous media. The framework is based on the elastodynamic wave equation in which a 3D second-order time-domain perfectly matched layer (PML) formulation is developed to model unbounded media. The numerical framework is discretized by a finite difference formulation and its stability analysis is discussed. The proposed numerical method is capable of simulating 3D shear and longitudinal acoustic waves for arbitrary source geometries and excitations, together with arbitrary initial and boundary conditions. After validation of the framework, it was used to simulate the propagation of ultrasound shear wave in high intensity focused ultrasound (HIFU) induced thermal lesions located within soft tissue. The parameters in these simulations were obtained from standard double-indentation measurements of the viscoelastic parameters of normal and thermally coagulated chicken breast tissue samples. A HIFU system was used to induce thermal lesions in tissue. In this study, a new elastography procedure was also introduced to differentiate between the normal and HIFU induced thermal lesions. This method is based on time-frequency analysis of shear wave propagation within the tissue. In the proposed method, the Wigner-Ville distribution has been used as a time-frequency analytical technique to detect the location of shear wave propagating within the tissue, and to estimate the shear speed of the wave as well as its center frequency and attenuation coefficient. This method was applied to the acoustic wave propagation simulation results of the HIFU thermal lesion. It was finally used to estimate the local viscoelastic parameters of the medium. It was demonstrated that the proposed method is capable of differentiating the thermal lesions from the normal tissue based on their viscoelastic parameters.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».