Field II 超声模拟器的并行与分布式计算研究
2017-05-04
数据与计算发展前沿 2017年6期
西南石油大学计算机科学学院,四川 成都 610500
医学超声成像是利用超声在人体组织内的传播特性而成像的方式。由于医学超声成像的便捷、廉价、安全、成像速度快等优点[1],使得该技术逐渐成为医学上广泛应用的成像技术之一。超声成像技术的发展离不开超声成像模拟技术,超声成像模拟技术在各种超声图像处理算法、超声弹性成像算法、剪切波成像算法、超声医师的岗前培训等方面具有广泛的运用,也是研究新成像算法和估计算法的重要第一步。模拟作为测试方法的一种基本方式,主要为了在可控制的环境下证实或者否定提出的假设。由于可以在模拟中控制所有的参数,可以首先构建一个简单的数字体模模型,然后逐步添加其它复杂的结构,进而模拟出逼近真实人体组织的数字体模。构建好模型后,由于模型里的几何结构或者内部不同区域的物理属性是已知的,通过超声模拟器扫描数字体模得到的数据可以作为检验和评估各种算法的手段。
超声成像模拟整个过程可以分为两部分,第一部分是建立人体组织的数字体模,这个过程通常采用蒙特卡洛模拟法随机产生大量的散射子。人体组织是通过这些随机分布的散射子来表示,同时根据散射子的位置设置不同的反射系数;第二部分是模拟超声成像的过程,许多研究小组设计了不同的模拟解决方案。如基于空间冲激响应的模拟方案,代表性的研究方案为 Jorgen Arendt Jensen 所开发的 Field II[2],也包括Sverre Holm 小组的 Ultrasim[3]和 D’hooge 小组的方案[4];……
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