Page 34 - 《应用声学》2021年第1期
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波发射的数据作为输入即可重建出与 31 角度平面 保留算法优势的条件下,极大地减少计算耗时,是较
波相干复合质量相近的图像,对于帧频的提高有巨 有前景的方向。为了确保神经网络具有较好的泛化
大帮助。该类方法中用于训练的数据标签是波束合 能力,还需要进一步研究在实际中如何构建一个样
成后图像,在训练数据集不够大的情况下可能会使 本分布尽可能广泛的数据集以覆盖不同的探查的
网络记住训练数据中组织的特定结构特征,影响泛 器官、探头的方向以及患者间的差异。
化能力。
Ͱ᠏᧚ᄱࣰܭՌڏϸ ᰴ᠏᧚ᄱࣰܭՌڏϸ 参 考 文 献
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(b) 3ᝈएࣱ᭧ฉ (c) 31ᝈएࣱ᭧ฉ (d) DNN̿3ᝈएࣱ᭧ฉ 527(7579): 499–502.
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[4] Sandrin L, Catheline S, Tanter M, et al. 2D transient elas-
图 10 基于深度学习的波束合成图像后处理技术 [48] tography[J]. Acoustical Imaging, 2006, 25(1999): 485–492.
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Fig. 10 Deep learning based image post-processing
of contrast and resolution of B-mode plane wave imaging
technique [48] (PWI) with non-linear filtered delay multiply and sum
(FDMAS) beamforming[C]. IEEE International Ultrason-
4 结论 ics Symposium, IUS, 2016.
[6] Capon J. High-resolution frequency-wavenumber spec-
综上所述,研究人员采用新型波束合成方法, trum analysis[J]. Prceedings of the IEEE, 1969, 57(8):
1408–1418.
通过结合回波数据的统计特性,或是引入关于超声
[7] Vignon F, Burcher M R. Capon beamforming in medical
信号的先验信息,可以在一定程度上改善平面波成 ultrasound imaging with focused beams[J]. IEEE Transac-
像的图像质量,从而以更少次数的平面波发射,获 tions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control,
2008, 55(3): 619–628.
得和传统 DAS 方法更多次数平面波发射同等的图
[8] Holfort I K, Gran F, Jøensen J A. Broadband mini-
像质量。换言之,在提高图像质量的同时,不牺牲帧 mum variance beamforming for ultrasound imaging[J].
频。这些方法可望提高剪切波弹性成像和心肌弹性 IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Fre-
quency Control, 2009, 56(2): 314–325.
成像等高帧频成像的图像质量,并极大提高三维成
[9] Austeng A, Nilsen C I C, Jensen A C, et al. Coherent
像系统的实时性。 plane-wave compounding and minimum variance beam-
相比于传统的DAS方法,新的波束合成方法在 forming[C]. IEEE International Ultrasonics Symposium,
IUS, 2011: 2448–2451.
应用于平面波成像上时还存在着一些挑战。首先,
[10] Nguyen N Q, Prager R W. Minimum variance beamform-
自适应或基于逆散射的方法可以显著提升波束合 ers for coherent plane-wave compounding[C]. Proceedings
成图像的分辨率和对比度,但对于背景散斑的强度 of SPIE, IEEE, 2017, 10139: 1013912.
[11] Zhao J, Zeng X, Yu J, et al. Adaptive beamforming in ul-
存在着一定的抑制,需要医生评估其对于疾病诊断
trasound imaging with plane wave compounding[C]. 2014
的影响。此外,自适应和基于逆散射的新型波束合 International Conference on Audio, Language and Image
成方法的计算复杂度相比于传统DAS方法较高,对 Processing. IEEE, 2014: 53–57.
[12] Qi Y, Wang Y, Guo W. Joint subarray coherence and
于系统的计算能力提出了更高的要求。因此,通过
minimum variance beamformer for multitransmission ul-
深度神经网络学习改良后波束合成的结果,可以在 trasound imaging modalities[J]. IEEE Transactions on Ul-