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基于超快超声多普勒的三维脑损伤成像方法研究
被引量：
4
1
作者
许凯亮
付亚鹏
+3 位作者
闫
少
渊
隋怡晖
他得安
王威琪
《声学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期173-181,共9页
三维超声微血管成像可直观呈现血流信息,对于脑血管疾病诊断和治疗具有重要意义。本文旨在将超快超声成像技术、超快超声功率多普勒技术和机械扫描相结合,实现脑血管三维成像和脑缺血区域评价。通过工程实现,完成了可同步控制微型线性...
三维超声微血管成像可直观呈现血流信息,对于脑血管疾病诊断和治疗具有重要意义。本文旨在将超快超声成像技术、超快超声功率多普勒技术和机械扫描相结合,实现脑血管三维成像和脑缺血区域评价。通过工程实现,完成了可同步控制微型线性位移平台移动和超声阵列超快发射、高速采集与压缩存储的三维扫描数据采集序列与系统。利用GPU并行运算,高效实现了超声图像波束合成方法,对原始射频超声数据完成重建。进而,基于SVD杂波滤除技术,从重建三维超声数据中提取了脑部的动态小血管信号,并获得了各切面的功率多普勒成像和冠状面彩色多普勒超声小血管成像。最后,采用体素方法对三维脑血管进行重建。大鼠在体实验结果表明,该成像系统可用于三维脑血管网络在体成像,以及脑血管损伤区域定位与量化评价。本工作对脑病检测技术发展与诊断方法研究具有一定的借鉴意义。此外,相关检测系统和成像算法具有一定普适性,对其他富含微血流血管的组织检测也有一定的参考价值。
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关键词
血流信息
脑损伤
超声多普勒
超声成像技术
多普勒技术
脑血管疾病
线性位移
压缩存储
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职称材料
基于广义可扩展RPCA滤波的超快超声脑血流与功能成像方法研究
2
作者
吴浩田
闫
少
渊
+1 位作者
许凯亮
他得安
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期188-197,共10页
开发高分辨和高灵敏度的小血管可视化技术,对相关组织病变的早期诊断和治疗监测具有重要的临床意义。不同于传统聚焦超声,超快超声多普勒(ultrafast ultrasound Doppler,μDoppler)成像技术凭借数千帧的成像帧率,可检测到小血流的瞬时...
开发高分辨和高灵敏度的小血管可视化技术,对相关组织病变的早期诊断和治疗监测具有重要的临床意义。不同于传统聚焦超声,超快超声多普勒(ultrafast ultrasound Doppler,μDoppler)成像技术凭借数千帧的成像帧率,可检测到小血流的瞬时变化。组织杂波滤除和噪声抑制对于μDoppler的成像质量至关重要。常用的杂波滤除方法为奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法,该方法利用信号时空相干性差异可快速实现组织杂波和血流信号分离,然而无法有效抑制噪声。本研究创新性提出了一种基于广义可扩展的鲁棒主成分分析(generalised scalable robust principal component analysis,GSRPCA)的杂波滤除方法,使用Schatten p范数和l q范数来加强鲁棒主成分分析(RPCA)模型的低秩约束和稀疏约束,增强了小血流信号的提取能力。大鼠脑血流成像结果表明,GSRPCA能够提升功率多普勒成像中血管的成像质量,相较SVD提高信噪比约20 dB,且提高对比噪声比约10 dB。大鼠超声脑功能成像结果表明,GSRPCA能够提升小血管血容量动态检测的灵敏度。相关方法对超快超声成像杂波滤除的研究具有一定借鉴意义。
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关键词
超快超声
杂波滤除
广义可扩展RPCA
脑血流
功能成像
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职称材料
多倾角发射分组互相关降噪的超快超声脑功能成像方法研究
3
作者
闫
少
渊
许凯亮
他得安
《复旦学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期409-418,共10页
小血流信号的检出是长期困扰超声多普勒成像的重要问题,提升该成像技术的检测灵敏度,开发鲁棒的降噪和伪影抑制方法具有重要的研究价值。近年来,基于多角度平面波相干复合发展而来的超快超声多普勒血流成像突破了传统聚焦超声成像的帧...
小血流信号的检出是长期困扰超声多普勒成像的重要问题,提升该成像技术的检测灵敏度,开发鲁棒的降噪和伪影抑制方法具有重要的研究价值。近年来,基于多角度平面波相干复合发展而来的超快超声多普勒血流成像突破了传统聚焦超声成像的帧率瓶颈,可实现高灵敏度的微血流成像。而且平面波成像模式的发展也对超声降噪算法提出了新的需求。利用平面波发射条件下不同角度回波的血流信号的强相干性,有望实现降噪和伪影抑制。本研究探讨了角度分组互相关方法及其降噪在功能超声成像中的应用:首先将多角度平面波回波信号分为两个子组,信号经杂波滤除后对两子组数据进行时域互相关运算,从而获得降噪后的血流功率多普勒图像(PD)。大鼠脑血流成像和功能成像实验结果表明:本文提出的角度分组互相关降噪方法可提升血流图像信噪比约17~22 dB,有效抑制了图像中的非相干伪影,显著提升了超快超声脑功能成像的灵敏度。
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关键词
超快超声成像
超声功能成像
互相关
噪声抑制
伪影抑制
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职称材料
题名
基于超快超声多普勒的三维脑损伤成像方法研究
被引量：
4
1
作者
许凯亮
付亚鹏
闫
少
渊
隋怡晖
他得安
王威琪
机构
复旦大学信息科学与工程学院
复旦大学工程与应用技术研究院
出处
《声学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期173-181,共9页
基金
国家自然科学基金项目(11827808,11974081)
上海市青年科技启明星计划项目(20QC1400200)资助。
文摘
三维超声微血管成像可直观呈现血流信息,对于脑血管疾病诊断和治疗具有重要意义。本文旨在将超快超声成像技术、超快超声功率多普勒技术和机械扫描相结合,实现脑血管三维成像和脑缺血区域评价。通过工程实现,完成了可同步控制微型线性位移平台移动和超声阵列超快发射、高速采集与压缩存储的三维扫描数据采集序列与系统。利用GPU并行运算,高效实现了超声图像波束合成方法,对原始射频超声数据完成重建。进而,基于SVD杂波滤除技术,从重建三维超声数据中提取了脑部的动态小血管信号,并获得了各切面的功率多普勒成像和冠状面彩色多普勒超声小血管成像。最后,采用体素方法对三维脑血管进行重建。大鼠在体实验结果表明,该成像系统可用于三维脑血管网络在体成像,以及脑血管损伤区域定位与量化评价。本工作对脑病检测技术发展与诊断方法研究具有一定的借鉴意义。此外,相关检测系统和成像算法具有一定普适性,对其他富含微血流血管的组织检测也有一定的参考价值。
关键词
血流信息
脑损伤
超声多普勒
超声成像技术
多普勒技术
脑血管疾病
线性位移
压缩存储
分类号
R445.1 [医药卫生—影像医学与核医学]
R651.15 [医药卫生—诊断学]
下载PDF
职称材料
题名
基于广义可扩展RPCA滤波的超快超声脑血流与功能成像方法研究
2
作者
吴浩田
闫
少
渊
许凯亮
他得安
机构
复旦大学生物医学工程系
复旦大学脑科学前沿科学中心
复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室
上海波达医疗科技有限公司
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期188-197,共10页
基金
国家重点研发计划(2023YFC2410900)
上海市国际科技合作项目(23490713500)资助。
文摘
开发高分辨和高灵敏度的小血管可视化技术,对相关组织病变的早期诊断和治疗监测具有重要的临床意义。不同于传统聚焦超声,超快超声多普勒(ultrafast ultrasound Doppler,μDoppler)成像技术凭借数千帧的成像帧率,可检测到小血流的瞬时变化。组织杂波滤除和噪声抑制对于μDoppler的成像质量至关重要。常用的杂波滤除方法为奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法,该方法利用信号时空相干性差异可快速实现组织杂波和血流信号分离,然而无法有效抑制噪声。本研究创新性提出了一种基于广义可扩展的鲁棒主成分分析(generalised scalable robust principal component analysis,GSRPCA)的杂波滤除方法,使用Schatten p范数和l q范数来加强鲁棒主成分分析(RPCA)模型的低秩约束和稀疏约束,增强了小血流信号的提取能力。大鼠脑血流成像结果表明,GSRPCA能够提升功率多普勒成像中血管的成像质量,相较SVD提高信噪比约20 dB,且提高对比噪声比约10 dB。大鼠超声脑功能成像结果表明,GSRPCA能够提升小血管血容量动态检测的灵敏度。相关方法对超快超声成像杂波滤除的研究具有一定借鉴意义。
关键词
超快超声
杂波滤除
广义可扩展RPCA
脑血流
功能成像
Keywords
ultrafast ultrasound
clutter filtering
generalized scalable RPCA(GSRPCA)
brain blood vessels
functional imaging
分类号
TH89 [机械工程—仪器科学与技术]
R445.1 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
多倾角发射分组互相关降噪的超快超声脑功能成像方法研究
3
作者
闫
少
渊
许凯亮
他得安
机构
复旦大学信息科学与工程学院生物医学工程中心
复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室
出处
《复旦学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期409-418,共10页
基金
国家自然科学基金(11974081,12274093)
上海市启明星项目(20QC1400200)。
文摘
小血流信号的检出是长期困扰超声多普勒成像的重要问题,提升该成像技术的检测灵敏度,开发鲁棒的降噪和伪影抑制方法具有重要的研究价值。近年来,基于多角度平面波相干复合发展而来的超快超声多普勒血流成像突破了传统聚焦超声成像的帧率瓶颈,可实现高灵敏度的微血流成像。而且平面波成像模式的发展也对超声降噪算法提出了新的需求。利用平面波发射条件下不同角度回波的血流信号的强相干性,有望实现降噪和伪影抑制。本研究探讨了角度分组互相关方法及其降噪在功能超声成像中的应用:首先将多角度平面波回波信号分为两个子组,信号经杂波滤除后对两子组数据进行时域互相关运算,从而获得降噪后的血流功率多普勒图像(PD)。大鼠脑血流成像和功能成像实验结果表明:本文提出的角度分组互相关降噪方法可提升血流图像信噪比约17~22 dB,有效抑制了图像中的非相干伪影,显著提升了超快超声脑功能成像的灵敏度。
关键词
超快超声成像
超声功能成像
互相关
噪声抑制
伪影抑制
Keywords
ultrafast ultrasound
functional ultrasound
cross-correlation
noise reduction
artifact suppression
分类号
R445.1 [医药卫生—影像医学与核医学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于超快超声多普勒的三维脑损伤成像方法研究
许凯亮
付亚鹏
闫
少
渊
隋怡晖
他得安
王威琪
《声学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
下载PDF
职称材料
2
基于广义可扩展RPCA滤波的超快超声脑血流与功能成像方法研究
吴浩田
闫
少
渊
许凯亮
他得安
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
多倾角发射分组互相关降噪的超快超声脑功能成像方法研究
闫
少
渊
许凯亮
他得安
《复旦学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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