Ultrasound is an adjunct tool to mammography that can quickly and safely aid physicians with diagnosing breast abnormalities. Clinical ultrasound often assumes a constant sound speed to form B-mode images for diagnosis. However, the various types of breast tissue, such as glandular, fat, and lesions, differ in sound speed. These differences can degrade the image reconstruction process. Alternatively, sound speed can be a powerful tool for identifying disease. To this end, we propose a deep-learning approach for sound speed estimation from in-phase and quadrature ultrasound signals. First, we develop a large-scale simulated ultrasound dataset that generates quasi-realistic breast tissue by modeling breast gland, skin, and lesions with varying echogenicity and sound speed. We developed a fully convolutional neural network architecture trained on a simulated dataset to produce an estimated sound speed map from inputting three complex-value in-phase and quadrature ultrasound images formed from plane-wave transmissions at separate angles. Furthermore, thermal noise augmentation is used during model optimization to enhance generalizability to real ultrasound data. We evaluate the model on simulated, phantom, and in-vivo breast ultrasound data, demonstrating its ability to accurately estimate sound speeds consistent with previously reported values in the literature. Our simulated dataset and model will be publicly available to provide a step towards accurate and generalizable sound speed estimation for pulse-echo ultrasound imaging.


翻译:超声波是乳房造影的辅助工具,可以快速和安全地帮助诊断乳房异常迹象的医生。临床超声波通常以恒定音速制作B型模式图像供诊断。然而,各种乳腺组织类型,如腺、脂肪和损伤,在声音速度上各不相同。这些差异可以降低图像重建过程。或者,声音速度可以成为识别疾病的有力工具。为此,我们建议采用深层次学习方法,从中和四振超声波信号中进行音速估计。首先,我们开发了大型模拟超声波数据集,通过模拟乳腺、皮肤和损伤,以不同的回声和声音速度,产生准真实乳房组织。我们开发了完全革命性神经网络结构,在模拟数据集中进行了培训,以产生一个从输入三种复杂值的中测出声音速度图。为此,我们提议了从不同角度对从平流波传输到四振荡超声波的超声波图像进行精确估计。此外,在模型优化模型的模拟期间使用了热噪声扩增度,以便以更精确的速度对真实的数据进行精确的模拟。我们将在模型中进行模拟中进行精确的模拟,在模拟中进行模拟中进行精确的模拟中进行精确的模拟。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
118+阅读 · 2022年4月21日
知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
108+阅读 · 2020年6月10日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员