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我中心博士生刘敬在IEEE Trans on Medical Imaging发表论文

发布日期:2016-12-26 11:31:09      浏览次数:

      近日,IEEE Transactions on Medical Imaging(电气电子工程师学会医学成像汇刊)在线发表了生物医学影像研究中心博士生刘敬的论文(http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7797228),论文题目为A Compressed Sensing Strategy for Synthetic Transmit Aperture Ultrasound Imaging(一种用于合成发射孔径超声成像的压缩感知策略)。
        压缩感知,又称压缩采样、压缩传感。它作为一个新的采样理论,打破奈奎斯特频率极限,采用远低于奈奎斯特率的采样频率高概率恢复信号。压缩感知理论一经提出,就引起学术界和工业界的广泛关注。在医学成像领域,压缩感知被成功用于提高计算机断层成像、磁共振成像的成像速度。近年来,多个研究组尝试将压缩感知用于超声成像中,减少数据量以及求解超声逆散射问题。本文提出一种新型的超声波束合成方法,即基于压缩感知的合成发射孔径(CS-STA),用于提高常规超声结构成像的帧频(时间分辨率),并同时获得高空间分辨率与高对比度分辨率。
        本文通过理论推导,证明了随机变迹的平面波发射与合成发射孔径的通道数据集存在线性测量的关系。在此基础上,提出了CS-STA的波束合成方法。首先,超声探头发射m次经随机变迹加权的平面波并采集其通道数据;然后,利用压缩感知从该组数据中恢复需经n(n> m)次发射的合成发射孔径(STA)通道数据;最后对STA 通道数据进行波束合成得到超声图像。
        本文通过系统的计算机仿真实验、超声仿体实验与在体实验,系统研究了CS-STA的性能,并与包括传统聚焦成像、STA、多阵元STA、平面波复合成像等多种波束合成方法进行了对比,证明了该方法的优势。由于CS-STA采用平面波发射,相对于传统的STA,具有更高的发射能量、信噪比、对比度噪声比和穿透深度;同时,CS-STA保留了传统STA方法在空间分辨率的优势。另一方面,CS-STA采用压缩感知的方法,能够减少超声发射的次数,从而有效地提高超声成像的帧频(时间分辨率)。
        我中心博士生刘敬与何琼分别为本文的第一、第二作者,罗建文研究员为本文的通讯作者。刘敬曾因该工作获得电气电子工程师学会(IEEE)国际超声年会(IUS)的Student Travel Support Award。
        IEEE Transactions on Medical Imaging(https://ieee-tmi.org/)是医学成像领域最具影响力的期刊之一,其2015年影响因子在电气电子工程领域的257种期刊里面排名13(5%)。每年发表论文约200篇,涉及的领域包括超声、X光与计算机断层、磁共振、核素、微波与光等成像模态,以及医学图像处理与分析、可视化、模式识别与相关方法,论文接收的标准包括:原创性(Novelty)、质量(Quality)、适当性(Appropriateness)与影响(Impact)。罗建文研究员先后在IEEE Transactions on Medical Imaging发表论文6篇。

本文工作得到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、面上项目、国际(地区)合作研究项目与国家重点研发计划的支持。