Geometric Ultrasound Localization Microscopy

要約

Contrast-Enhanced Ultra-Sound (CEUS) は、医療診断における非侵襲的で動的視覚化の実行可能な方法となっていますが、超音波局所化顕微鏡 (ULM) は 10 倍高い解像度を提供することで革命的な進歩を可能にしました。
現在まで、ULM フレームのレンダリングには Delay-And-Sum (DAS) ビームフォーマーが使用されており、最終的に画像の解像度能力が決まります。
ULM を最大限に活用するために、この研究ではビームフォーミングが ULM にとって最も効果的な処理ステップであるかどうかを疑問視し、到着時間差 (TDoA) 情報のみに依存する代替アプローチを提案しています。
この目的を達成するために、既存のビームフォーミングの制限を克服するために、楕円交点を介したマイクロバブルの位置特定のための新しい幾何学的フレームワークが提案されています。
利用可能なトランスデューサ データの一部のみを利用しながら、幾何学的 ULM が精度と信頼性の点で既存のベースライン手法を上回る公開データセットに基づくベンチマーク比較を示します。

要約(オリジナル)

Contrast-Enhanced Ultra-Sound (CEUS) has become a viable method for non-invasive, dynamic visualization in medical diagnostics, yet Ultrasound Localization Microscopy (ULM) has enabled a revolutionary breakthrough by offering ten times higher resolution. To date, Delay-And-Sum (DAS) beamformers are used to render ULM frames, ultimately determining the image resolution capability. To take full advantage of ULM, this study questions whether beamforming is the most effective processing step for ULM, suggesting an alternative approach that relies solely on Time-Difference-of-Arrival (TDoA) information. To this end, a novel geometric framework for micro bubble localization via ellipse intersections is proposed to overcome existing beamforming limitations. We present a benchmark comparison based on a public dataset for which our geometric ULM outperforms existing baseline methods in terms of accuracy and reliability while only utilizing a portion of the available transducer data.

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