文档名：基于超声时频分析与残差网络的生物组织变性识别
摘要：为了能对高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中的生物组织进行实时准确的变性识别,提出了一种基于超声时频分析与残差网络(ResNet)的生物组织变性识别方法.首先,采用广义S变换(GST)方法对生物组织超声回波信号进行时频分析,得到二维时频图;然后,通过迁移学习,将在ImageNet数据集上训练得到的参数应用于超声回波信号数据集;最后,利用ResNet101模型从生物组织变性前后的时频图中学习和提取有效的变性信息,并可视化变性特征轨迹,实时地完成生物组织变性识别.实验结果表明:相较于现有基于信号能量,AR系数以及熵特征的变性识别方法,GST-ResNet方法无需人为经验选取特征参数,具有更高的识别率,可以实时准确地完成生物组织的变性识别.
Abstract：Inordertoachievereal-timeandaccuratedenaturationidentificationofbiologicaltissuesduringhigh-intensityfocusedultrasound(HIFU)treatment,anewdenaturedidentificationmethodofbiologicaltissuebasedonultrasonictime-frequencyanalysisandresidualnetwork(ResNet)isproposed.Firstly,thegeneralizedS-transformation(GST)methodisusedtoanalyzeontime-frequencydomainoftheultrasonicechosignaland2Dtime-frequencyimageisobtained.Then,theparameterstrainedontheImageNetdatasetareappliedtotheultrasonicechosignaldatasetbytransferlearning.Finally,theResNet101modelisemployedtolearnandextracteffectivedenaturedinformationfromthetime-frequencymapbeforeandafterbiologicaltissuedenaturation,visualizethecharacteristictrajectory,andrealizethedenaturedidentificationofbiologicaltissueinreal-time.TheexperimentalresultsshowthatcomparedwiththeexistingdenaturedrecognitionmethodsofARcoefficientandentropyfeaturesbasedonsignalenergy,GST-ResNetmethoddoesnotrequireartificialempiricalselectionoffeatureparametersandhashigherrecognitionrate,whichcanaccuratelycompletedenaturedidentificationofbiologicaltissueinreal-time.
作者：刘备 许克晖 杨德智 彭梓齐 杨江河Author：LIUBei XUKehui YANGDezhi PENGZiqi YANGJianghe
作者单位：湖南文理学院数理学院,湖南常德415000
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(1)
分类号：TP274+.2TP212
关键词：时频分析 残差网络 高强度聚焦超声 超声回波信号 变性识别
Keywords：time-frequencyanalysis residualnetwork(ResNet) high-intensityfocusedultrasound(HIFU) ultrasonicechosignal denaturedidentification
机标分类号：
在线出版日期：2024年1月17日
基金项目：国家自然科学基金，湖南省自然科学基金资助项目，湖南省教育厅优秀青年项目基于超声时频分析与残差网络的生物组织变性识别[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(1)刘备 许克晖 杨德智 彭梓齐 杨江河为了能对高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中的生物组织进行实时准确的变性识别,提出了一种基于超声时频分析与残差网络(ResNet)的生物组织变性识别方法.首先,采用广义S变换(GST)方法对生物组织超声回波信号进行时频分析,得...参考文献和引证文献
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