Deep 3D convolutional neural networks for fast super-resolution ultrasound imaging

计算机科学 卷积神经网络 人工智能 奇异值分解 深度学习 帧速率 人工神经网络 成像体模 分割 计算机视觉 灵敏度(控制系统) 模式识别(心理学) 光学 物理 电子工程 工程类
作者
Katherine Brown,James D. Dormer,Baowei Fei,Kenneth Hoyt
标识
DOI:10.1117/12.2511897
摘要

Super-resolution ultrasound imaging (SR-US) is a new technique which breaks the diffraction limit and can help visualize microvascularity at a resolution of tens of microns. However, image processing methods for spatiotemporal filtering needed in SR-US for microvascular delineation, such as singular value decomposition (SVD), are computationally burdensome and must be performed off-line. The goal of this study was to evaluate a novel and fast method for spatiotemporal filtering to segment the microbubble (MB) contrast agent from the tissue signal with a trained 3D convolutional neural network (3DCNN). In vitro data was collected using a programmable ultrasound (US) imaging system (Vantage 256, Verasonics Inc, Kirkland, WA) equipped with an L11-4v linear array transducer and obtained from a tissue-mimicking vascular flow phantom at flow rates representative of microvascular conditions. SVD was used to detect MBs and label the data for training. Network performance was validated with a leave-one-out approach. The 3DCNN demonstrated a 22% higher sensitivity in MB detection than SVD on in vitro data. Further, in vivo 3DCNN results from a cancer-bearing murine model revealed a high level of detail in the SR-US image demonstrating the potential for transfer learning from a neural network trained with in vitro data. The preliminary performance of segmentation with the 3DCNN was encouraging for real-time SR-US imaging with computation time as low as 5 ms per frame.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
个性的南珍完成签到 ,获得积分10
3秒前
桃子e发布了新的文献求助10
5秒前
午凌二完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
7秒前
Lychee完成签到 ,获得积分10
8秒前
HMethod完成签到 ,获得积分10
8秒前
小胖发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
SCI66发布了新的文献求助30
9秒前
nessa发布了新的文献求助10
11秒前
爆米花应助CRUISE采纳,获得10
12秒前
木悠发布了新的文献求助10
13秒前
壮观人达完成签到,获得积分10
13秒前
LDoll完成签到,获得积分10
14秒前
桃子e完成签到,获得积分10
14秒前
Lee发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
lt发布了新的文献求助10
18秒前
Lqian_Yu完成签到 ,获得积分10
19秒前
SCI66完成签到,获得积分10
22秒前
小胖发布了新的文献求助10
23秒前
Glufo完成签到,获得积分10
24秒前
英姑应助小慧儿采纳,获得10
25秒前
26秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
千千沐发布了新的文献求助10
27秒前
Lee完成签到,获得积分10
27秒前
light发布了新的文献求助50
28秒前
qwer发布了新的文献求助50
29秒前
29秒前
优秀的元龙完成签到,获得积分10
31秒前
34秒前
碧蓝平露发布了新的文献求助10
34秒前
凶狠的飞凤完成签到,获得积分10
35秒前
SBoot完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
HAAAPY完成签到,获得积分20
39秒前
keikei发布了新的文献求助10
40秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de guyane 2500
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Driving under the influence: Epidemiology, etiology, prevention, policy, and treatment 500
生活在欺瞒的年代:傅树介政治斗争回忆录 260
Functional Analysis 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5872826
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6492621
关于积分的说明 15670004
捐赠科研通 4990251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2690186
邀请新用户注册赠送积分活动 1632687
关于科研通互助平台的介绍 1590578