[ad_1]

چارچوب جدید برای سونوگرافی با وضوح فوق العاده

اعتبار: موسسه بکمن برای علوم و فناوری پیشرفته

محققان موسسه بکمن برای علوم و فناوری پیشرفته از یادگیری عمیق برای ایجاد چارچوب جدیدی برای اولتراسوند با وضوح فوق العاده استفاده کرده اند.

تکنیک‌های سونوگرافی با وضوح فوق‌العاده سنتی از میکروحباب‌ها استفاده می‌کنند: کره‌های کوچکی از گاز که در یک پوسته پروتئین یا چربی محصور شده‌اند. میکرو حباب ها به عنوان یک ماده کنتراست در نظر گرفته می شوند، به این معنی که می توان آنها را به داخل رگ خونی تزریق کرد تا وضوح تصویر اولتراسوند را افزایش دهد.

سونوگرافی معمولی بیش از 50 سال است که رایج بوده است. توسعه فناوری وضوح فوق العاده در دهه گذشته چالش های جدیدی را به وجود آورده است. سونوگرافی با وضوح فوق العاده تصویر بسیار واضح تری نسبت به روش سنتی ارائه می دهد. اگرچه برای تحقیق و تشخیص مفید است، اما سرعت پردازش آن بسیار کندتر است.

Pengfei Song، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه ایلینویز Urbana-Champaign و نویسنده این مقاله می‌گوید: «تصویربرداری متعارف نمی‌تواند کشتی‌هایی را که خیلی به یکدیگر نزدیک هستند، متمایز کند. “با تصویربرداری با وضوح فوق العاده، شما در واقع می توانید این تمایز را ایجاد کنید و تشخیص دهید که آیا دو رگ وجود دارد یا یک رگ. می توانید شکل رگ ها را تشخیص دهید، و گاهی اوقات پیامدهای تشخیصی مانند تومورهای سرطانی وجود دارد. اما ترجمه بالینی نشان داده است. مشکل بود زیرا هیچ کس ساعت ها در بیمارستان منتظر نمی ماند تا این تصاویر پردازش شوند.

انتظار می رود سونوگرافی یک روش تصویربرداری بلادرنگ باشد.

این چالش باعث شد تا سانگ با همکار محقق بکمن، دکتر دانیل لانو، استادیار فیزیولوژی مولکولی و یکپارچه و متخصص مغز و اعصاب در بیمارستان بنیاد کارل، همکاری کند. محققان با هم رویکرد جدیدی را برای فناوری اولتراسوند با وضوح فوق العاده آزمایش کردند.

کاغذ آنها ظاهر می شود معاملات IEEE در تصویربرداری پزشکی.

سانگ گفت: «به‌عنوان مهندس، ابزارهایی را توسعه می‌دهیم که فکر می‌کنیم برای محققان مفید هستند، اما گاهی اوقات ما از نشانه‌های آن غافل می‌شویم». “این موردی است که کاربر فناوری، مانند پروفسور Llano، به ما می گوید که چگونه باید فناوری را بهبود دهیم: آن را سریعتر کنیم.”







ویدئوی تکمیلی قابلیت تصویربرداری عروقی عملکردی با وضوح فوق العاده را در پردازش Deep-SMV نشان می دهد. در طول دوره زمانی اکتساب اولتراسوند (1.6 ثانیه) یک ضربان چرخه ای در سراسر شبکه عروق CAM با فرکانس تقریباً مطابق با نرخ چرخه قلبی مورد انتظار در این مرحله از رشد جنینی (2-3 هرتز) قابل مشاهده است. اعتبار: شی چن; متیو آر. لوریسون; ژیجی دونگ؛ Nathiya Vaithiyalingam Chandra Sekaran; دانیل A. Llano; آهنگ پنگفی.

تکنیک‌های سونوگرافی با وضوح فوق‌العاده سنتی تصاویر واضح و پر جنب و جوش تولید می‌کنند، اما این فرآیند طولانی است زیرا به غلظت بسیار کم میکروحباب‌ها نیاز دارد. برای محققانی مانند Llano، هر دقیقه مهم است.

در پاسخ به بازخورد Llano، گروه Song به تابلوی نقاشی بازگشت و تصمیم گرفت که فناوری فوق‌الرزش را اصلاح کند و از بومی‌سازی و ردیابی میکروحباب‌ها به طور کامل چشم پوشی کند. به جای ارزیابی فریم به فریم داده ها، محققان از رویکردی جامع استفاده کردند و اطلاعات را به صورت مکانی-زمانی – در مکان و زمان – ارزیابی کردند. این فناوری با استفاده از یک شبکه هوش مصنوعی توانست سرعت جریان خون را تعیین کند و یک تصویر تار را به تصویر واضح تر با وضوح بالا تبدیل کند.

مت لوریسون، عضو فوق دکتری موسسه بکمن و نویسنده مقاله، می‌گوید: «در سونوگرافی با وضوح فوق‌العاده معمولی، سیگنال بسیار محو می‌شود. “ما باید تلاش کنیم و مرکز این نقطه بسیار تار را پیدا کنیم تا این نقاط فوق العاده محلی را روی یک تصویر تولید کنیم. و سپس با گذشت زمان، می توانیم به آرامی شروع به جمع آوری این نقاط در یک تصویر فوق العاده حل کنیم. اما محدودیت بزرگ است. رویکرد ما، که از یک شبکه یادگیری عمیق استفاده می‌کند، از این فرآیند بسیار پرهزینه اجتناب می‌کند و فقط تصویری با وضوح فوق‌العاده تولید می‌کند بدون اینکه نگران هیچ‌کدام از این شناسایی صریح ریزحباب‌ها باشیم.”

از آنجایی که سونوگرافی با وضوح فوق العاده معمولی بسیار کند است، محصول نهایی به یک تصویر ثابت تشبیه می شود. اما با روش جدید محققان، جریان خون را می توان در زمان واقعی مشاهده کرد.

سانگ گفت: «تا جایی که ما می‌دانیم، این اولین مقاله‌ای است که با استفاده از داده‌های اولتراسوند خام بدون هیچ‌گونه محلی‌سازی یا ردیابی صریح ریزحباب، به محاسبه مستقیم سرعت جریان خون، هم سرعت و هم جهت، دست یافت.»

در نتیجه سرعت پردازش از دقیقه به ثانیه کاهش یافته است و پس پردازش می تواند در زمان واقعی انجام شود. محققان امیدوارند که سرعت بخشیدن به فناوری با وضوح بالاتر، آن را به گزینه ای مفید برای پزشکان تبدیل کند.

سونگ گفت: «ما قبلاً تصویربرداری از انسان را با تصویربرداری معمولی انجام داده‌ایم، اما چالش برانگیز است. ما فکر می‌کنیم که این تکنیک پتانسیل فوق‌العاده‌ای را دارد که در نهایت در یک محیط بالینی مورد استفاده قرار گیرد.»

همکاری بین دو گروه تحقیقاتی از طریق محیط مشترک در بکمن امکان پذیر شد.

سانگ گفت: “دپارتمان خانگی پروفسور Llano زیست شناسی مولکولی و سلولی است، بنابراین بدون بکمن این همکاری ممکن نبود، زیرا ما نیاز به یک فضای آزمایشگاهی مشترک داریم.” این واقعاً فضای فیزیکی مشترک است که باعث شده این اتفاق بیفتد.»

اطلاعات بیشتر:
Xi Chen و همکاران، سرعت سنجی میکروحباب با وضوح فوق العاده رایگان محلی سازی با استفاده از یک شبکه عصبی حافظه کوتاه مدت، معاملات IEEE در تصویربرداری پزشکی (2023). DOI: 10.1109/TMI.2023.3251197

ارائه شده توسط موسسه بکمن برای علوم و فناوری پیشرفته

نقل قول: تیم چارچوب جدیدی برای سونوگرافی با وضوح فوق العاده ایجاد می کند (2023، 25 مه) که در 25 مه 2023 از https://medicalxpress.com/news/2023-05-team-framework-super-resolution-ultrasound.html بازیابی شده است.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.



[ad_2]