The Efficiency of Applying Compressed Sampling and Multiple Resolution in Ultrasound Tomography

La eficiencia de aplicar muestreo comprimido y resolución múltiple en tomografía por ultrasonido

Esta publicación es el producto de la investigación desarrollada dentro de las líneas del grupo de investigación Detección Inteligente, Procesamiento de Señales y Aplicaciones (3SPA, Smart Sensing, Signal Processing, and Applications) a lo largo de 2018, que respalda el trabajo de un doctorado en la Universidad de Ingeniería y Tecnología de VNU, Vietnam. Problema: las limitaciones de las técnicas de diagnóstico por ultrasonido que utilizan información de eco han motivado el estudio de nuevos modelos de imágenes para crear información cuantitativa adicional de ultrasonidos en dispositivos de imágenes de modelos múltiples. Una solución prometedora es utilizar el contraste de sonido de la imagen porque es capaz de detectar cambios en las estructuras de los tejidos enfermos. La tomografía por ultrasonido muestra los cambios en la velocidad del sonido en el medio de propagación de las ondas sonoras. Esta técnica se usa principalmente para obtener imágenes de células que causan cáncer en los senos de las mujeres. El método Iterativo de Born Distorsionado (DBIM), basado en la aproximación de Born de primer orden, es un enfoque de tomografía de difracción eficiente. La técnica de detección comprimida se utiliza en DBIM para obtener una imagen de ultrasonido de alta calidad, aunque el proceso de reconstrucción de la imagen es bastante largo. Objetivo: el objetivo de la investigación es proponer un método combinado para la tomografía de ultrasonido eficiente. Metodología: en este documento se propuso un enfoque para mejorar la calidad de la imagen y reducir el tiempo mediante la aplicación de la técnica de detección comprimida junto con la técnica de resolución múltiple para el DBIM.Conclusión: este proyecto busca proponer una mejora en la tomografía por ultrasonido. Los resultados simulados confirmaron la viabilidad del método sugerido.

1. INTRODUCCIÓN

Las imágenes por ultrasonidos convencionales funcionan basándose en un método de pulso-eco que no puede detectar estructuras cuyo tamaño está por debajo del nivel de longitud de onda [1]. La tomografía por ultrasonidos ofrecerá una mejor resolución mediante la colocación de varios transmisores y receptores alrededor del objeto, junto con técnicas de dispersión inversa [2]. La mayor parte de la investigación en tomografía por ultrasonidos trata de estimar el contraste acústico y el tamaño de la estructura (si existe) en el medio [3]. Debido al elevado coste computacional de la tomografía por ultrasonidos, los dispositivos comercializados no son populares.

En la tomografía de ultrasonidos, la aproximación de Born es popularmente utilizada. BIM y DBIM son bien conocidas para la tomografía de difracción [4].  En el trabajo de Haddadin y Ebbini [1] se introdujo la detección de bordes durante el proceso iterativo para acelerar la convergencia y mejorar la calidad de la reconstrucción, pero persisten los problemas de complejidad y sensibilidad al ruido.