كاربرد حسگري فشرده در بهبود رزولوشن زماني اكوكارديوگرافي دو بعدي و سه بعدي

دكتري تخصصي

افزايش رزولوشن زماني تصويربرداري فراصوت با هدف مشاهده ي حركتهاي سريع قلبي يك مبحث مهم در فراصوت پزشكي ميباشد. در اين مطالعه، سه روش جديد مبتني بر ثبت با استفاده از تئوريهاي حسگري فشرده (CS) و تكميل ماتريس (MC) براي بهبود نرخ فريم تصويربرداري فراصوت دوبعدي و سه بعدي پيشنهاد ميشود. هدف اين است كه در طول فرآيند تصويربرداري، تعداد خطوط راديوفركانسي (RF) پايين اخذ شده، سپس خطوط ثبت نشده با استفاده از سه روش پيشنهادي بازسازي شوند. براي بازسازي خطوط RF ثبت نشده با استفاده از تئوري CS، در روش اول، بازسازي در هر دو راستاي زمان و مكان انجام ميشود. سپس ميانگين هر دو بازسازي براي تك تك نمونه ها محاسبه ميشود. در روش دوم، از اطلاعات زماني و مكاني نمونه هاي همسايگي هر نمونه در توالي تصاوير RF استفاده مي شود. ديكشنري هاي مختلف در دامنه زمان-مكان شامل ديكشنريهاي تنك كننده ثابت، تركيب ديكشنري هاي تنك كننده ثابت، و ديكشنري هاي تنك كننده يادگرفته شده براي استفاده در تئوري CS با استفاده از روش هاي پيشنهادي مورد بررسي قرار مي گيرند. در روش سوم، براي بازسازي خطوط RF ثبت نشده با استفاده از تئوري MC، رابطه زماني و مكاني تصاوير RF و تئوري MC براي بازسازي بهتر خطوط RF استفاده مي شود. ارزيابي هاي كمّي و كيفي روي داده هاي دوبعدي شريان كاروتيد و سه بعدي اكوكارديوگرافي مصنوعي نشان مي دهد كه كيفيت تصاوير بازسازي شده با استفاده از روش هاي پيشنهادي مناسب براي تشخيص پزشكي مي باشند. نرخ فريم مي تواند با خطاي قابل قبول (ريشه ميانگين مربعات خطا براي داده هاي دو بعدي و سه بعدي به ترتيب برابر با 2.5 و 7.8 است) با حفظ قدرت تشخيص پزشكي تا ده برابر يا بيشتر افزايش يابد. روش هاي پيشنهادي از لحاظ تحقّق سخت افزاري مشكلي براي پياده سازي در سيستم هاي تصويربرداري معمول ندارد. هزينه محاسباتي براي روش هاي پيشنهادي با استفاده از تئوري CS خيلي بالاست، درحالي كه براي تئوري MC اين هزينه محاسبات پايين تر بوده و به هدف تصويربرداري زمان واقعي نزديك تر است. براي بهبود نرخ فريم تصويربرداري فراصوت داپلكس، ايده ثبت نمونه هاي RF كمتر در نمونه برداري سيگنال داپلر و در نتيجه، ذخيره زمان براي ثبت تعداد خطوط RF بيشتر در تصويربرداري فراصوت دوبعدي بيان مي شود. براي بازسازي بهتر نمونه هاي RF ثبت نشده در سيگنال داپلر، پايه نمونه برداري تصادفي تطبيقي و تركيب ديكشنري هاي تنك كننده ثابت براي استفاده در تئوري CS معرفي مي شوند.

194504

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مريم شجاعي فرد - دكتر سعيد رنجبر

بيوالكتريك

دكتر حميد بهنام