Avaliação de algoritimos para geração de imagens por ultrassom utilizando técnicas de beamformers adaptativos e sparse arrays

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Gomes, Danilo Fernandes
• Orientador(a): Maia, Joaquim Miguel
• Banca de defesa: Maia, Joaquim Miguel , Hara, Marcos Santos , Pichorim, Sérgio Francisco
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ultrassom; Ondas sonoras - Transmissão; Processamento de sinais - Modelos matemáticos; Reconstrução de imagens; Métodos de simulação; Diagnóstico por imagem; Processamento de imagens; Algorítmos; Engenharia biomédica; Ultrasonics; Sound-waves - Transmission; Signal processing - Mathematical models; Image reconstruction; Simulation methods; Diagnostic imaging; Image processing; Algorithms; Biomedical engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4840

Os sistemas atuais de diagnóstico por imagem de ultrassom (US) baseados na transmissão de ondas planas são capazes de formar imagens em elevadas taxas de atualização e tornando simples e não invasivos procedimentos antes complexos e de considerável risco. A maioria dos sistemas de US convencionais utilizam a técnica de Delay and Sum (DAS), por sua fácil implementação e baixo custo computacional, entretanto oferecem imagens de baixa qualidade. Técnicas de beamformer adaptativos são capazes de reconstruir imagens com alta resolução e contraste, porém com implementação complexa e alto custo de processamento. Neste trabalho, sugere-se o uso das técnicas adaptativas de Minimum Variance (MV), Generalized Sidelobe Canceler (GSC) e Eigenspace Generalized Sidelobe Canceler (EGSC) baseadas em ondas planas e combinadas com Sparse Arrays com objetivo de avaliar a eficiência destes métodos com a diminuição do número de elementos do transdutor ativos na recepção e, consequentemente, diminuição na quantidade de dados gerados. Os testes dos métodos propostos foram realizados usando um conjunto de dados simulados, dados reais a partir de aquisições em um phantom mimetizador de tecidos biológicos de US e dados coletados in vivo. Os testes foram realizados com 128 elementos para transmissão e 128, 65, 44 e 23 elementos distribuídos esparsamente na recepção. A avaliação de desempenho foi realizada usando as métricas Full Width at Half Maximum (FWHM) para a verificação das resoluções lateral/axial e a razão de contraste (CNR). Os resultados mostraram que as imagens geradas pelo método proposto, com número reduzido de elementos ativos na recepção, foram próximas às fornecidas pelo DAS em termos de resoluções espaciais e contraste, indicando que os métodos de beamformes adaptativos combinados com sparse arrays propostos são adequados para formação de imagens de US.