組み合わせたひずみイメージングとエンベロープ信号電力検出を使用した超音波での堅牢な骨検出

超音波（米国）における骨の局在化は、進歩を奨励しているにもかかわらず困難なままです。現在の方法、例えばローカル画像フェーズベースの特徴分析は、有望な結果を示しましたが、繊細なパラメーター選択プロセスに依存していて、骨界面と同様の外観の軟部組織界面を混乱させるエラーが発生しやすい。各無線周波数（RF）サンプルでの米国株イメージングとエンベロープ電力検出を組み合わせた別のアプローチを提案します。ひずみとエンベロープのパワーマップの初期推定の後、動的範囲を変更されたひずみマップ（MSM）と変更されたエンベロープマップ（MEM）に変更し、その後、実際の骨境界に堅牢に対応する単一の複合マップに融合します。私たちの定量的結果は、軟部組織界面での誤検知応答の著しい減少と骨描写の精度の増加を示しています。有限要素モデリング（FEM）ファントムとFiducialベースの実験ファントムの最先端の比較は、それぞれ32％と14％の実際と推定骨境界の平均絶対誤差（MAE）の平均改善を示しています。また、それぞれ87％と56％の誤った骨反応の平均減少を示しています。最後に、ヒト半径と尺骨骨の臨床的なin vivoデータについて定性的に検証し、ファントムで観察されたものと同様の改善を示します。

Bone localization in ultrasound (US) remains challenging despite encouraging advances. Current methods, e.g. local image phase-based feature analysis, showed promising results but remain reliant on delicate parameter selection processes and prone to errors at confounding soft tissue interfaces of similar appearance to bone interfaces. We propose a different approach combining US strain imaging and envelope power detection at each radio-frequency (RF) sample. After initial estimation of strain and envelope power maps, we modify their dynamic ranges into a modified strain map (MSM) and a modified envelope map (MEM) that we subsequently fuse into a single combined map that we show corresponds robustly to actual bone boundaries. Our quantitative results demonstrate a marked reduction in false positive responses at soft tissue interfaces and an increase in bone delineation accuracy. Comparisons to the state-of-the-art on a finite-element-modelling (FEM) phantom and fiducial-based experimental phantom show an average improvement in mean absolute error (MAE) between actual and estimated bone boundaries of 32% and 14%, respectively. We also demonstrate an average reduction in false bone responses of 87% and 56%, respectively. Finally, we qualitatively validate on clinical in vivo data of the human radius and ulna bones, and demonstrate similar improvements to those observed on phantoms.