Implementação de beamformer adaptativo combinado com generalized sidelobe canceler e filtros para geração de imagens de ultrassom com ondas planas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Neves, Larissa Comar
• Orientador(a): Maia, Joaquim Miguel
• Banca de defesa: Assef, Amauri Amorin , Maia, Joaquim Miguel , Valente, Solivan Arantes
• 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: Processamento de imagens - Técnicas digitais; Diagnóstico por ultrassom; Ultrassonografia; Reconstrução de imagens; Processamento de sinais; Image processing - Digital techniques; Diagnostic ultrasonic imaging; Ultrasonic imaging; Image reconstruction; Signal processing
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4945

Os métodos de beamformers adaptativos vieram para aprimorar os processamentos de imagens pelo método Delay and Sum (DAS), apresentando resultados positivos na melhora de resolução e contraste. Mesmo assim, o método de Mínima Variância (MV) tem muito a ser melhorado. Com isso, novas técnicas de beamformer adaptativo foram estudadas, uma delas é o Generalized Sidelobe Canceler (GSC) que pode melhorar consideravelmente a resolução lateral das imagens médicas de ultrassom, pois ajuda a reduzir os lóbulos secundários. Outra técnica é o beamformer Eigenspace baseado em Mínima Variância (EBMV), que é um beamformer adaptativo que pode suprimir grande parte do ruído e fornecer imagens com maior contraste e resolução em comparação com o método DAS e o método MV. Filtros também podem ser aplicados após o processamento de imagem a fim de reduzir sinais de speckle presentes nas imagens de ultrassom, como os filtros Wiener, Lee e Kuan. Neste trabalho foi combinado o método de beamformer adaptativo EBMV com Generalized Sidelobe Canceler (EBGSC) e filtros adaptativos para geração de imagens de ultrassom com ondas planas. Todos os dados in vivo, em phantom e simulados foram obtidos no site do Plane Wave Challenge in Medical Ultrasound Imaging (PICMUS). Os dados foram adquiridos usando um equipamento Verasonics Vantage 128 com um transdutor modelo L11-4v de 128 elementos. Os resultados foram comparados com os métodos bases DAS e MV. O método EBGSC-Kuan não apresentou grandes melhorias em relação às outras técnicas, já a técnica EBGSC-Lee, apresentou boas melhorias de contraste e redução de lóbulos laterais, sendo um indicativo para realizar mais pesquisas com esta técnica. O método EBGSC-Wiener foi o que apresentou melhores resultados nos aspectos de contraste, promovendo um aumento de 81% em relação ao método DAS e de 67% em relação ao método EBGSC. Também, apresentou redução de lóbulo lateral de 59,72 dB e 33,28 dB, comparado com as técnicas DAS e EBGSC. O método EBGSC-Wiener também foi o que apresentou melhor Razão de Distorção Geométrica (RDG), próxima de 1, o que representa menor distorção, sendo considerado uma boa opção para o processamento de imagens de ultrassom com ondas planas.