Nonlinear Wave Propagation in High Frequency Ultrasound Imaging
Notice bibliographique
Résumé
The existing safety standards for diagnostic ultrasound devices were developed for low frequency systems (1 to 10 MHz) under the assumption that nonlinear effects are negligible. However, the standards are now being used for relatively high frequency systems (up to 70 MHz); nonlinear effects are increasingly evident as the working frequency f0 is increased. The main goal of this project is to determine if the coverage of nonlinear effects in safety standards in terms of thermal and non-thermal effects is adequate for equipment with f0>10 MHz. To achieve this goal, a practical variation to the finite amplitude method for determination of B/A is proposed, and the values of B/A are measured from 2.25 to 20 MHz for water. It is shown that there is no statistically significant variation with f0 for the value of B/A. The appropriate value of B/A in tissue is used as input to a nonlinear pulse propagation model in the time-domain. The total heat deposition pattern due to ultrasound absorption is then calculated and used as input to a bio-heat model. The maximum peak-rarefactional pressure is also extracted from the nonlinear pulse propagation results and used to calculate the Mechanical Index MI. We propose a slight modification to MI to solve the inconsistencies associated with the coverage of nonlinear effects in MI. A modification is also required in the existing upper limit for the hydrophone calibration bandwidth to ensure that the fundamental component is fully captured at high frequencies.The thermal results show that strong higher order harmonics can significantly increase the local heat deposition rate. However, at the same time, they lead to an increase in the rate of axial and radial heat conduction, thereby reducing the net impact on the steady-state temperature rise. Also, the effect of higher order harmonics can be significant on the temperature rise at the focal point, while the maximum temperature rise always occurs close to the skin surface. We conclude that current safety standards are adequate in assessing thermal effects in B-mode imaging at high frequencies despite ignoring the extra heat deposited by higher order harmonics.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
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 ».