可切换的深波变频器用于高质量和实时的被动声学映射
Yi Zeng1, Jinwei Li2, Hui Zhu1
1School of Information Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai, China.
Ultrasound in medicine & biology
|August 13, 2025
概括
我们开发了一种用于被动声学映射 (PAM) 的深波变频器,可以显著降低计算成本,同时保持超声疗法应用的高图像质量.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 声学 声学 声学 声学
- 机器学习 机器学习
背景情况:
- 被动声学映射 (PAM) 对于监测超声疗法至关重要.
- 数据适应式光束造型器提供优越的图像质量,但计算密集.
- 像时间曝光声学 (TEA) 这样的现有方法在图像质量和计算效率方面存在局限性.
研究的目的:
- 为 PAM 开发一个计算效率高的深波变频器.
- 从射频超声波信号中重建高质量的PAM图像.
- 为了能够实时监测超声波治疗中的声波化活动.
主要方法:
- 开发了一个基于生成对抗网络的深度光束转换器.
- 该模型在来自各种传感器阵列 (1-15 MHz) 的模拟和实验性化信号上进行了训练.
- 使用测试数据集对TEA和数据适应性光束造型器进行性能评估.
主要成果:
- 与TEA相比,深度光束转换器减少了27.3%-77.8%的能量传播,并提高了SNR13.9-25.1dB.
- 它实现了计算成本的3倍降低,图像重建速度为10.5ms.
- 图像质量与数据适应式光束造型器相当,计算需求明显较低.
结论:
- 深波束转换器为PAM提供了高质量,计算效率高的解决方案.
- 这项技术有可能用于超声波治疗中高分辨率监测微气泡化.
- 开发的方法可以适应不同的传感器阵列,增强其多功能性.
