Роздільна здатність ультразвукової доплерівської системи з використанням технології когерентного компаундингу плоскіх хвиль
Анотація
Серед сучасних ультразвукових технологій медичної діагностики особливе місце посідає технологія компаудингу пласких хвиль з різними напрямками поширення, які формують синтезовані зображення. В роботі на базі розвинутої раніше теорії формування допплерівського відгуку досліджена роздільна здатність системи, в якій використовується компаудинг пласких хвиль. При цьому для фази синтезованого відгуку і огинаючої імпульсів випромінювання враховувались малі нелінійні складові по куту відхилення хвильових векторів різних пласких хвиль. В результаті дослідження винайдено, що розміри вимірювального об’єму у поздовжньому та поперечному напрямках не змінюються. Урахування малих складових приводить до незначної зміни форми вимірювального об'єму, який перестає бути точно сферичним. Це пояснюється тим, що роздільна здатність визначається не тільки інтерференцією пласких хвиль, але й областю їх перетину у визначеній точці простору. Отримані результати свідчить про те, що нехтування малими кутами відхилення у огинаючій є повністю виправданим і дозволяє спростити процес отримання спектрів допплерівських сигналів в технології компаундинга пласких хвиль.
Завантаження
Посилання
I. Trots, A. Nowicki, M. Lewandowski, and Y. Tasinkevych, Synthetic Aperture Method in Ultrasound Imaging, (IntechOpen, London, UK, 2011). http://dx.doi.org/10.5772/15986
M.H. Pedersen, K.L. Gammelmark, and J.A. Jensen, Ultrasound Med. Biol. 33(1), 37-47 (2007). https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2006.07.041
J. Bercoff, G. Montaldo, T. Loupas, D. Savery, F. Meziere, M. Fink, and M. Tanter, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 58(1), 134 (2011). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2011.1780
J. Provost, C. Papadacci, C. Demene, J. Gennisson, M. Tanter, and M. Pernot, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 62(8), 1467 (2015). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2015.007032
J. Udesen, F. Gran, K.L. Hansen, J.A. Jensen, C. Thomsen and M.B. Nielsen, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 55(8), 1729 (2008). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2008.858
B. Osmanski, M. Pernot, G. Montaldo, A. Bel, E. Messas, and M. Tanter, IEEE Trans. Med. Imag. 31(8), 1661 (2012). http://doi.org/10.1109/TMI.2012.2203316
C. Papadacci, M. Pernot, M. Couade, M. Fink and M. Tanter, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 61(2), 288 (2014). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2014.6722614
G. Montaldo, M. Tanter, J. Bercoff, N. Benech, and M. Fink, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Contr. 56(3), 489 (2009). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2009.1067
J. Jensen, M.B. Stuart, and J.A. Jensen, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 63(11), 1922 (2016). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2016.2591980
B. Denarieetal, IEEE Trans. Med. Imaging, 32(7), 1265 (2013). https://doi.org/10.1109/TMI.2013.2255310
R. Moshavegh, J. Jensen, C.A. Villagómez-Hoyos, M.B. Stuart, M.C. Hemmsenand, and J.A. Jensen, in: Proceedings of SPIE Medical Imaging, (SanDiego, California, United States, 2016), pp. 97900Z-97900Z-9. https://doi.org/10.1117/12.2216506
J.-l. Gennisson, et al., IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 62(6), 1059 (2015). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2014.006936
J.A. Jensen, S.I. Nikolov, K.L. Gammelmarkand, and M.H. Pedersen, Ultrasonics, 44(1), e5 (2006). https://doi.org/10.1016/j.ultras.2006.07.017
M. Tanter, J. Bercoff, L. Sandrin, and M. Fink, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Contr. 49(10), 1363 (2002). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2002.1041078
J.Y. Lu, IEEE Trans. Ultrason., Ferroelec. Freq. Contr. 44(4), 839 (1997). https://doi.org/10.1109/58.655200
S. Ricci, L. Bassi and P. Tortoli, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 61(2), 314 (2014). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2014.6722616
N. Oddershedeand J.A. Jensen, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 54(9), 1811 (2007). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2007.465
Y. L, Li, D. Hyun, L. Abou-Elkacem, J. K. Willmann, J.J. Dahl, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 63(11), 1878 (2016), https://doi.org/10.1109/TUFFC.2016.2616112
Y.L. Li, J.J. Dahl, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 62(6), 1022 (2015). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2014.006793
I. K. Ekroll, A. Swillens, P. Segers, T. Dahl, H. Torp and L. Lovstakken, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 60(4), 727 (2013). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2013.2621
S. Salles, H. Liebgott, O. Basset, C. Cachard, D. Vray, and R. Lavarello, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 61, 1824–1834 (2014). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2014.006543
C.-C. Shen, and and C.-L. Huang, Sensors, 24, 262 (2024). https://doi.org/10.3390/s24010262
J. Viti, H.J. Vos, N.D. Jong, F. Guidi, and P. Tortoli, “Contrast detection efficacy for plane vs. focused wave transmission,” in: 2014 IEEE International Ultrasonics Symposium, (Chicago, 2014), pp. 1750–1753.
J. Bercoff, “Ultrafast ultrasound imaging,” in: Ultrasound Imaging-Medical applications, edited by I.V. Minin, and O.V. Minin, pp. 3-24, (2011). https://doi/org/10.5772/19729
C. Demené et al., "Spatiotemporal clutter filtering of ultrafast ultrasound data highly increases Doppler and fUltrasound sensitivity," IEEE transactions on medical imaging, vol. 34, no. 11, pp. 2271-2285, 2015.
S. Salles, F. Varray, Y. Bénane and O. Basset, 2016 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), 2016, pp. 1-4, https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2016.7728751
C. Zheng, Q. Zha, L. Zhang and H. Peng, IEEE Access 6, 495 (2018), https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2768387
Y.M. Benane et al., 2017 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), 2017, pp. 1-4, https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2017.8091880
X. Yan, Y. Qi, Y. Wang, Y. Wang, Sensors 21, 394 (2021), https://doi.org/10.3390/s21020394
C. Golfetto, I. K. Ekroll, H. Torp, L. Løvstakken and J. Avdal, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 68(4), 1105 (2021), https://doi.org/10.1109/TUFFC.2020.3033719
C.-C. Shen, Y.-C. Chu, Sensors 21, 4856 (2021), https://doi.org/10.3390/s21144856
J. Baranger, B. Arnal, F. Perren, O. Baud, M. Tanter, and C. Demené, IEEE transactions on medical imaging, 37(7), 1574 (2018). https://doi.org/10.1109/TMI.2018.2789499
A. Daae, M. Wigen, M. Halvorsrød, L. Løvstakken, A. Støylen, S. Fadnes, Ultrasound i Medicine & Biology, 49(9), 1970 (2023), https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2023.04.019
M. Hashemseresht, S. Afrakhteh, and H. Behnam, Biomedical Signal Processing and Control, 73, 103446 (2022). https://doi.org/10.1016/j.bspc.2021.103446
K. Miura, H. Shidara, T. Ishii, K. Ito, T. Aoki, Y. Saijo, and J. Ohmiya, Ultrasonics, 145, 107479 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ultras.2024.107479
N. Chennakeshava, B. Luijten, O. Drori, M. Mischi, Y.C. Eldarand and R.J.G. van Sloun, “High ResolutionPlane Wave CompoundingThrough Deep Proximal Learning,” in: 2020 IEEE International UltrasonicsSymposium (IUS), (Las Vegas, USA, 2020), pp. 1-4, https://doi.org/10.1109/IUS46767.2020.9251399
J. Zhao, Y. Wang, X. Zeng, J. Yu, B.Y.S. Yiu, and A.C.H. Yu, Ferroelectrics, and Frequency Control, 62(8), 1440 (2015). https://doi.org/10.1109/tuffc.2014.006934
Y. Xu, B. Li, J. Luo, X. Liu, and D. Ta, AIP Advances, 14(6), 065001 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0201371
I.K. Ekroll, M.M. Voormolen, O.K.-V. Standal, J.M. Rau, and L. Lovstakken, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelec. Freq. Contr. 62(9), 1634 (2015). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2015.007010
J. Foiret, X. Cai, H. Bendjador, et.al., Sci. Rep. 12, 13386 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16961-2
S. Afrakhteh, and H. Behnam, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 68(10), 3094 (2021). https://doi.org/10.1109/tuffc.2021.3087504
R. Paridar, and B.M. Asl, Ultrasonics, 135, 107136 (2023). https://doi.org/10.1016/j.ultras.2023.107136
E.A. Barannik, Ultrasonics, 39(2), 311 (2001). https://doi.org/10.1016/S0041-624X(01)00059-2
I.V. Skresanova, and E.A. Barannik, Ultrasonics, 52(5), 676 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ultras.2012.01.014
I.V. Sheina, O.B. Kiselov, and E.A. Barannik, East Eur. J. Phys. (4), 5 (2020), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-4-01
I.V. Sheina, and E.A. Barannik, East European Journal ofPhysics, (1), 116-122. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-1-16
E.A. Barannik, and O.S. Matchenko, East Eur. J. Phys. 3(2) 61 (2016). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2016-2-08. (in Russian)
E.A. Barannik, and M.O. Hrytsenko, East Eur. J. Phys. (1), 476 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-52
Авторське право (c) 2025 Євген О. Баранник, Михайло О. Гриценко
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
