Rastreamento de movimento adaptativo a características de sequências de imagens de ultrassom usando uma malha deformável

Explotando a correlação dos padrões de speckle de ultrassom que resultam da dispersão por elementos de tecido subjacentes, o movimento de tecido bidimensional pode teoricamente ser recuperado rastreando o movimento aparente dos padrões de speckle associados. No entanto, o rastreamento de speckle é um problema inverso mal posto devido à decorrelação temporal dos padrões de speckle e à relação sinal-ruído inerentemente baixa das imagens ultrassonográficas médicas. Este artigo investiga o uso de uma malha deformável adaptativa para a recuperação do movimento de tecido não rígido a partir de imagens de ultrassom. Os nós que conectam os elementos da malha são alocados de forma adaptativa a padrões de speckle estáveis que são menos suscetíveis à decorrelação temporal. Utilizamos a abordagem da análise de elementos finitos na manipulação dos elementos de malha irregulares. Um novo algoritmo de correspondência de bloco deformável, que utiliza um elemento de Lagrange para descrição de ordem superior do movimento local, é proposto para estimar um vetor de movimento não rígido em cada nó. Para garantir que as estimativas de movimento sejam admissíveis a uma solução fisicamente plausível, os deslocamentos nodais são regularizados minimizando a energia de deformação associada às deformações da malha. Experimentos baseados em imagens de ultrassom de um fantoma que imita tecido e de um músculo em contração, e em simulações computacionais, mostraram que o algoritmo proposto pode rastrear com sucesso campos de deslocamento não rígido.