Detection of tissue harmonic motion induced by ultrasonic radiation force using pulse-echo ultrasound and kalman filter

Zheng, Yi; Chen, Shigao; Tan, Wei; Kinnick, Randall R.; Greenleaf, James F.

doi:10.1109/tuffc.2007.243

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“…As the vibration frequency must be known to run the Kalman filter (Zheng et al, 2007), it was necessary to span the frequency values (from 10 to 750 Hz, in steps of 1 Hz) used in the filter to find out the estimated frequency based on the maximum filter output vibration amplitude. The estimated frequency was compared with the one from the function generator used to feed the loudspeaker.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…Considerando que o sistema de ultrassom empregado para detectar a vibração do meio funciona da forma pulso-eco, emitindo uma salva de senoides com frequência w 0 e período de repetição de pulsos (PRP) T, o n-ésimo sinal de eco ultrassônico captado pelo transdutor é representado por (Zheng et al, 2007):…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

“…Onde g(t,n) é o envelope complexo de r(t,n), j 0 é uma fase inicial e Re[x] representa a parte real de x. O envelope complexo pode ser escrito em função de uma fase ϕ(t,n) e da amplitude |g(t,n)|, ou dos componentes em fase I(t,n), e quadratura Q(t,n), como pode ser observado a seguir (Zheng et al, 2007):…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

“…Alguns pesquisadores propuseram configurações experimentais relacionadas à elastografia, nas quais foram empregadas uma fonte de vibração mecânica externa com baixa frequência, para induzir a propagação da onda transversal no meio, e um sistema de ultrassom pulso-eco (Benech, 2004;Catheline et al, 1999a;1999b;Gennisson et al, 2004;Gennisson e Cloutier, 2006) ou o Doppler ultrassônico (Gao et al, 1993;1995;Yamakoshi et al, 1990), para detectar a vibração do meio imposta pela propagação da onda de cisalhamento, a qual induz, tipicamente, vibrações da ordem de 20 mm em meios biológicos (Bercoff et al, 2004;Chen et al, 2009;Zheng et al, 2007).…”

Section: Introductionunclassified

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Método ultrassônico de detecção de microvibração: Desenvolvimento da técnica

Costa‐Júnior¹,

Machado²

2011

RBEB

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Resumo Nos últimos anos muitos pesquisadores têm-se dedicado à elaboração de um método capaz de gerar a propagação de onda de cisalhamento em um meio biológico e extrair informações referentes às microvibrações do meio causadas pela propagação dessa onda, o que permite caracterizar os parâmetros viscoelásticos do meio. Diante do potencial em se trabalhar com onda de cisalhamento, este trabalho apresenta um método ultrassônico de detecção de microvibração (DUmV), o qual faz uso do filtro de Kalman para estimar a vibração do meio frente a um sinal contaminado de ruído. O DUmV foi testado empregado-se um alto-falante para gerar microvibrações em uma membrana e um sistema ultrassônico operando em 4,96 MHz e no modo pulso-eco, para detectar as vibrações mencionadas. O DUmV se mostrou bastante promissor, pois conseguiu estimar vibrações quanto à frequência e às amplitudes da mesma ordem de grandeza que os valores encontrados na literatura (cerca de 10 mm). Além disso, essa técnica também mostrou a relação na qual o aumento da frequência de vibração implicou na redução da amplitude do sinal estimado. A metodologia desenvolvida no presente trabalho poderá ser empregada para se estimar a velocidade de fase e o coeficiente de atenuação de uma onda de cisalhamento propagando-se em um meio viscoelástico.Palavras-chave Ultrassom, Onda de cisalhamento, Microvibrações, Filtro de Kalman. Ultrasonic method of microvibration detection: Development of the method Abstract Many investigations have been devoted, during the last years, to implement an ultrasonic method

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Materiais E Métodosunclassified

Section: Introductionunclassified

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Método ultrassônico de detecção de microvibração: Desenvolvimento da técnica

Costa‐Júnior¹,

Machado²

2011

RBEB

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“…Generally, the Voigt model is a classic rheological model used in ultrasound methods (Zheng et al, 2007;Chen S. et al, 2009;Chen X. et al, 2013), but its application was not extensively compared with other models for liver study (Chen et al, 2004;2009;Catheline et al, 2004;Gennisson et al, 2010;Orescanin and Insana, 2010;Mitri et al, 2011). Our next work will assess the feasibility of the Zener model in the estimation of viscoelastic parameters for liver fibrosis staging in ultrasonic elastography methods.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Analyzing and modeling rheological behavior of liver fibrosis in rats using shear viscoelastic moduli

Zhu

Zheng

Shen

et al. 2014

J. Zhejiang Univ. Sci. B

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Abstract:The process of liver fibrosis changes the rheological properties of liver tissue. This study characterizes and compares liver fibrosis stages from F0 to F4 in rats in terms of shear viscoelastic moduli. Here two viscoelastic models, the Zener model and Voigt model, were applied to experimental data of rheometer tests and then values of elasticity and viscosity were estimated for each fibrosis stage. The results demonstrate that moderate fibrosis (≤F2) has a good correlation with liver viscoelasticity. The mean Zener elasticity E 1 increases from (0.452±0.094) kPa (F0) to (1.311±0.717) kPa (F2), while the mean Voigt elasticity E increases from (0.618±0.089) kPa (F0) to (1.701±0.844) kPa (F2). The mean Zener viscosity increases from (3.499±0.186) Pa·s (F0) to (4.947±1.811) Pa·s (F2) and the mean Voigt viscosity increases from (3.379±0.316) Pa·s (F0) to (4.625±1.296) Pa·s (F2). Compared with viscosity, the elasticity shows smaller variations at stages F1 and F2 no matter what viscoelastic model is used. Therefore, the estimated elasticity is more effective than viscosity for differentiating the fibrosis stages from F0 to F2.

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