超声波和人工智能——我们在哪里?超声波是一项令人惊叹的技术。与其他成像方式(如 CT 和 MRI)相比,它方便、便宜、不幽闭,并且可以实时提供结果。目前人们对人工智能如此感兴趣,那么人工智能超声方法的进展如何呢?让我们首先考虑医学成像人工智能系统的更广泛背景。尤其是在过去五年中,科学文献中充斥着开发人工智能系统(许多使用成像)以诊断各种疾病的团队的例子。人工智能系统使用一组机器学习技术(例如神经网络和增强决策树),这些技术有可能实现比最好的人类临床医生更准确的诊断准确性。FDA 和其他监管机构现已批准了几种超声波人工智能系统。几乎可以肯定,我们将看到越来越复杂的医学成像人工智能系统的发展。在人工智能的背景下,与其他类型的医学成像相比,超声波具有明显的劣势。 X 射线、CT 和 MRI 涉及获取可轻松与解剖特征对齐的图像,遵循固定的、经过试验和测试的协议。这会产生标准输入,而 AI 系统正是依靠这些输入进行“训练”。但对于超声波,成像是通过将探头扫过身体表面来完成的,从而提供流动的时间序列,从而获得更定性的印象。不断变化的图像意味着标准图像的相关性较低且更难获得。因此,训练超声波的 AI 系统可能更具挑战性。因此,超声波对 AI 来说是一个“难题”。这是否意味着超声波领域没有 AI 发展?远非如此。实际上,AI 超声波系统的未来前景光明。这证明了 AI 在医学成像中的应用具有多功能性。从本质上讲,超声波的 AI 软件已经开发出来,用于搜索标准图像并使用它通过其他 AI 算法进行测量。因此,与人类医生相比,AI 软件使用超声波的方式完全不同。而且超声波的人工智能软件也不同于其他类型成像的人工智能系统的工作方式:它在搜索标准图像时有一个额外的步骤。几种超声波人工智能产品已经获得FDA批准。让我们简单看一下三个例子,以了解这个领域的发展情况。
摘要 超声波检测是用于飞机部件无损检测的一种公认技术。它既可以在传感器附近进行局部高灵敏度检测,也可以通过导波进行长距离结构评估。通常,超声波的速度、衰减和传播特性(如反射、透射和散射)取决于材料的成分和结构完整性。因此,超声波检测通常用作对发动机罩、机翼蒙皮和机身等飞机部件进行主动检测的主要工具,目的是检测、定位和描述分层、空隙、纤维断裂和层板波纹。本章主要关注长距离导波结构健康监测,因为飞机部件需要对大型部件进行快速评估,最好是实时的,而不需要将飞机接地。在接下来的几章中,我们将介绍体波和导波超声检测的优点和缺点,回顾导波传播和损伤检测的基本原理,讨论导波 SHM 的可靠性,并给出一些最近将导波应用于航空航天部件 SHM 的实例。
TI-RADS 评估后,我发现我可以从减少约 27% 的阴性活检到消除 41%。然后,如果我添加 AI 修饰符,我可以将阴性活检减少高达 57%。这意味着,通过遵循甲状腺助手的建议,我几乎可以避免 60% 的活检。”
超声波 (US) 是一种灵活的绿色成像方式,随着先进超声波技术的不断涌现和美国数字医疗系统的完善,正在全球范围内作为各个临床领域的一线成像技术不断扩展。实际上,在超声波实践中,合格的医生应手动收集和视觉评估图像以检测、识别和监测疾病。由于超声波本身对操作员的依赖性高,诊断性能不可避免地会降低。相比之下,人工智能 (AI) 擅长自动识别复杂模式并对图像数据进行定量评估,显示出帮助医生获得更准确和可重复结果的巨大潜力。在本文中,我们将提供对 AI、机器学习 (ML) 和深度学习 (DL) 技术的一般了解;然后,我们回顾了人工智能尤其是深度学习技术在超声领域的快速增长的应用,基于以下解剖区域:甲状腺、乳腺、腹部和骨盆、产科心脏和血管、肌肉骨骼系统和其他器官,涵盖图像质量控制、解剖定位、物体检测、病变分割、计算机辅助诊断和预后评估;最后,我们就美国生物医学人工智能系统临床实践面临的挑战和机遇提出了自己的看法。
这个为期 5 天的培训模块是一个综合课堂课程,其中教授机载和结构载超声技术的理论、原理和实践。本课程的讲师都是根据他们在机载/结构载超声领域的出色理解、经验和技术专长而选出的。该课程由专家委员会设计,其中一些专家负责开拓和开发该技术。
• 磨料颗粒为球形 • 磨料颗粒刚性且坚硬 • 所有磨料颗粒都类似 • 所有冲击都相同 • 忽略由于空化和化学侵蚀而导致的材料去除 • 每次冲击去除的材料为半球形 • MRR 与磨料颗粒的频率和数量成正比
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无损检测性能要求的演变是由质量要求的发展决定的。因此,这些技术的发展历史 [1] 以检查目标的演变为标志:20 世纪 60 年代的“零缺陷”目标在 20 世纪 70 年代被检测“关键缺陷”的目标所取代,随后在 20 世纪 70 年代至 80 年代又被提高缺陷可检测性的目标所取代。应该指出的是,无损检测 (NDE) 一词就是为这种缺陷表征的演变而发展起来的。20 世纪 80 年代至 90 年代,目标是对易老化的系统和结构进行持续和改进的无损检测。20 世纪 90 年代至 21 世纪,出现了对大面积检查的需求,需要通过结构健康监测 (SHM) 持续监测某些结构的健康状况,同时降低检查和其他评估的成本。
摘要:物体导航广泛用于目标检测。在这种系统中,通过距离测量来检测最近的物体。测量的距离和传感器的选择取决于应用类型以及周围的环境问题,如温度、湿度、雾等。对于短距离测量,使用超声波传感器。超声波传感器输出用于测量距离。计算、处理、控制和显示单元在 FPGA 上实现。Xilinx 综合工具用于在 FPGA 上实现设计。FPGA 具有更快的处理能力、低功耗,并且易于重新配置以用于必要的应用。测量的距离显示在段显示器上。关键词:FPGA 套件、超声波传感器 HC-SR04、7 段显示单元、Xilinx ISE 设计套件。