Мерцающий артефакт

1. Отчёт по научной разработке «Мерцающий артефакт»

Отдел разработки средств медицинской
визуализации
28 Марта 2017
Кульберг Н.С.

2. КАК ПРОЯВЛЯЕТСЯ ИССЛЕДУЕМОЕ ЯВЛЕНИЕ

2
КАК ПРОЯВЛЯЕТСЯ
ИССЛЕДУЕМОЕ ЯВЛЕНИЕ
В режиме ЦДК – в виде быстро меняющихся
окрашенных пикселей в окрестности
гиперэхогенных объектов.
В режиме «спектрального доплера» –
в виде «белого» шумового спектра.

3.

3
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НИР
1.
2.
3.
4.
Разработан специализированный фантом для
исследования сигнала от конкрементов
Проведена серия экспериментов, в ходе которых
были
выявлены
причины
возникновения
мерцающего артефакта
Предложена модель отражённого сигнала,
учитывающая
характерные
особенности
поведения конкрементов и кальцинатов в
ультразвуковом поле
Разработаны алгоритмы цифровой обработки
сигналов, выявляющие сигналы из мест
возникновения артефакта и отличающие их от
сигналов кровотока.

4. НАБЛЮДЕНИЕ «IN VIVO»

4
НАБЛЮДЕНИЕ «IN VIVO»

5. НАБЛЮДЕНИЕ «IN VITRO»

5
НАБЛЮДЕНИЕ «IN VITRO»

6. РАЗРАБОТКА ФАНТОМА

6
РАЗРАБОТКА ФАНТОМА

7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

7
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
1. ПК. 2, 3 – Приборы УЗИ. 4. Штатив. 5 – датчик. 6. Фантом собственной
разработки. 7. Фантом доплеровский Gammex. 8. Генератор звуковых
колебаний

8. ВЫЯВЛЕННЫЕ ПРИЧИНЫ АРТЕФАКТА

8
ВЫЯВЛЕННЫЕ
ПРИЧИНЫ АРТЕФАКТА
1. Кавитационные микропузырьки
2. Колебания объекта под действием ультразвука
Сигналы в этих случаях различаются, что может быть
использовано для диагностики
ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ
1. Шероховатость поверхности объекта, наличие острых
краев (усиливает кавитацию)
2. Физическая плотность объекта (усиливает вибрацию)
3. Мощность ультразвука (обе)

9. КЛАССИФИКАЦИЯ СИГНАЛОВ

9
КЛАССИФИКАЦИЯ СИГНАЛОВ
i 0
xk e
A e
k
i Atk
Bk Ck e
i k
Dk e
i Btk
Ek
Комплексное
представление
доплеровских пачек с
указанием
преобладающих
компонент.
А — кровоток;
B — ткани;
C — гармонические
колебания
конкремента;
D — кавитация;
Е — «белый» шум.

10. СИГНАЛ ОТ КРОВОТОКА

10
СИГНАЛ ОТ КРОВОТОКА
Фильтрация
медленного движения
Анализ «вращения»
'56
Модель компоненты отражения от кровотока:
аk Аk e
i Аtk i 0
e

11. СИГНАЛЫ ИЗ МЕСТ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АРТЕФАКТА

11
СИГНАЛЫ ИЗ МЕСТ
ВОЗНИКНОВЕНИЯ АРТЕФАКТА
Сигнал, наблюдаемый при
гармонических колебаниях
объекта
Сигнал, наблюдаемый
при кавитации

12. РАЗДЕЛЬНОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ

12
РАЗДЕЛЬНОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ
B
C

13. ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ГИПЕРЭХОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

13
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ
ГИПЕРЭХОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

14. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ МИКРОКАЛЬЦИНАТОВ

14
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ
МИКРОКАЛЬЦИНАТОВ

15. ВЫВОДЫ

15
ВЫВОДЫ
1. Сигнал артефакта резко отличается от сигналов кровотока.
2. Алгоритмы обработки сигналов современных приборов не
учитывают этих отличий.
3. Существует как минимум две разновидности артефакта,
различающиеся между собой.
4. Эти отличия могут быть использованы в диагностических
целях.

16. ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

16
ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Громов А.И., Морозов С.П. Исследование
причин возникновения мерцающего артефакта в ультразвуковых
медицинских диагностических системах с доплером. Акустический
журнал.
2. Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Фин В.А., Гречихин В.А. Алгоритмы
улучшения показателей качества режима ЦДК УЗМДУ. 23-я МНТК
«Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 2017.
3. Шипаева А.С., Леонов Д.В., Шалимова Е.В. Обнаружение
микрокальцинатов в биообъекте при помощи УЗМДУ . 23-я МНТК
«Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 2017.
4. Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Фин В.А. Основные алгоритмы режима
цветового доплеровского картирования кровотока ультразвукового
медицинского диагностического устройства. МНТК «Фундаментальные
проблема радиоэлектронной промышленности», Москва, 2016.
5. Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Фин В.А. Исследование мерцающего
артефакта на фантоме в режиме ЦДК. НТК «Информатика, управление и
системный анализ», Тверь, 2016.

17. ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ

17
ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ
1. Патентование способа выявления аномалий
физической плотности при акустической
визуализации.
2. Патентование способа выявления характера
колебаний конкрементов и кальцинатов под
действием акустического поля ультразвуковым
медицинским диагностическим устройством.
3. Создание программного модуля обнаружения
кальцинатов и конкрементов на приборе «Сономед500» фирмы «Спектромед» в режиме реального
времени; клинические испытания

18.

18
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!