Từ hai tần số đến bản đồ mô mềm rõ hơn

Công nghệ cốt lõi

Khi một tần số chưa đủ

Trong siêu âm đàn hồi, sóng biến dạng lan qua mô và mang thông tin về đặc tính cơ học của mô. Tín hiệu suy giảm theo khoảng cách: tần số cao cho ảnh tốt hơn gần nguồn kích thích, còn tần số thấp truyền xa tốt hơn. Bởi vậy, chỉ dùng một tần số có thể làm chất lượng bản đồ ước lượng không đồng đều.

Đề tài tập trung vào ước lượng mô đun cắt phức (CSM), gồm thành phần đàn hồi và nhớt, từ vận tốc hạt trong mô hình mô mềm. Hướng tiếp cận là phối hợp dữ liệu 100 Hz và 150 Hz, rồi chọn ngưỡng không gian để ghép các vùng ước lượng phù hợp.

Ghép ưu thế gần và xa

Trong mô phỏng, dữ liệu 150 Hz được dùng ở vùng gần kim kích thích, nơi tần số cao cho kết quả tái dựng tốt hơn. Dữ liệu 100 Hz được ưu tiên ở vùng xa, nơi sóng tần số thấp ít suy hao hơn. Nhóm khảo sát ngưỡng khoảng cách d và báo cáo ngưỡng tối ưu khoảng d = 90 mm cho kịch bản này.

Luồng xử lý sử dụng bộ lọc Kalman mở rộng (EKF) để ước lượng số sóng và hệ số suy giảm, từ đó tính bản đồ CSM. Báo cáo còn trình bày hướng cải tiến phát hiện điểm ảnh dị thường dựa trên KDE, kết hợp làm mịn ảnh và chọn điểm đặc trưng. Đây là các thuật toán được nghiên cứu, không phải một thiết bị siêu âm hoàn chỉnh.

Kết quả định lượng

Với phương pháp kết hợp hai tần số và ngưỡng tối ưu, báo cáo ghi nhận sai số chuẩn hóa của ước lượng độ đàn hồi εα = 2,2541×10⁻⁴, thấp nhất trong bốn cấu hình đối chiếu. Chỉ số Qα đạt 0,4514, so với 0,4457 ở 100 Hz, 0,3734 ở 150 Hz và 0,4457 ở phương án kết hợp chưa dùng ngưỡng. Với thành phần nhớt, εβ là 0,0014 và Qβ là 0,2331.

Các chỉ số CSM này là kết quả mô phỏng trên mô hình mô mềm 2D kích thước 120 × 120 mm, không phải đánh giá lâm sàng. Báo cáo có một bảng riêng về lọc NLMS với các chỉ số SNR, PSNR, SSIM và Q-index; đó là cấu hình khác nên không gộp vào kết quả CSM ở đây.

Giá trị và hướng tiếp theo

Mô phỏng cho thấy chiến lược phối hợp tần số theo vị trí có thể giảm sai số ước lượng đàn hồi so với các cấu hình so sánh. Đây là cơ sở để tiếp tục đánh giá trên dữ liệu và hệ thống thực. Báo cáo xác định tích hợp trong môi trường lâm sàng là hướng nghiên cứu tương lai, vì vậy kết quả hiện tại không nên được diễn giải như công nghệ đã ứng dụng chẩn đoán.

Sản phẩm nghiên cứu: thuật toán/quy trình mô phỏng tái dựng bản đồ CSM từ dữ liệu siêu âm biến dạng hai tần số, kết hợp ước lượng/lọc và chọn ngưỡng không gian.