电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年8月25日
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标题: 基于深度神经网络的腹主动脉瘤二维超声弹性成像
标题: 2D Ultrasound Elasticity Imaging of Abdominal Aortic Aneurysms Using Deep Neural Networks
摘要: 腹主动脉瘤(AAA)由于其破裂的潜在风险,对临床构成重大威胁,这种破裂通常无症状但可能致命。 尽管最大直径常用于风险评估,但仅凭直径是不够的,因为它无法捕捉血管壁基础材料的特性,而这些特性在决定破裂风险中起着关键作用。 为克服这一限制,我们提出了一种基于深度学习的2D超声弹性成像框架。 利用有限元模拟,我们生成了具有相应模量分布的位移场多样化数据集。 我们使用U-Net架构和归一化均方误差(NMSE)训练一个模型,以从位移场的轴向和横向分量推断空间模量分布。 该模型在三个实验领域进行了评估:来自3D COMSOL仿真的数字幻象数据、使用生物力学不同的血管模型进行的物理幻象实验以及AAA患者的临床超声检查。 我们的仿真结果表明,所提出的深度学习模型能够重建模量分布,达到0.73%的NMSE得分。 同样,在幻象数据中,预测的模量比与预期值非常接近,证实了模型在幻象数据上的泛化能力。 我们将这种方法与一种迭代方法进行比较,结果显示性能相当但计算时间更长。 相比之下,深度学习方法可以从超声图像中快速有效地估计组织硬度,这有助于在不进行侵入性操作的情况下评估AAA破裂的风险。
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