Echtzeit-Ultraschallsimulation auf Grafik-Prozessoren mit CUDA

Auszug

Trotz der zunehmenden Verbreitung jüngerer bildgebender Verfahren bleibt medizinischer Ultraschall (US) weiterhin ein wichtiges Hilfsmittel bei chirurgischen Eingriffen und der klinischen Diagnose. Viele US-gestützte medizinische Prozeduren erfordern allerdings ausgiebiges Training, so dass es wünschenswert ist, eine realistische Simulation von US-Bildern zur Verfügung zu stellen. Im Gegensatz zu früheren Ansätzen simulieren wir solche Bilder auf der „Graphics Processing Unit“. Wir erweitern hierzu eine Methode, die von Wein et al. für die Abschätzung von US-Reflexionen aus Daten der Computertomographie (CT) vorgeschlagen wurde, zu einer leichter zu berechnenden Form. Zusätzlich schätzen wir die US-Absorption aus den CT-Daten ab. Mit Hilfe von NVIDIAs „Compute Unified Device Architecture“ (CUDA) simulieren wir Reflexion, Verschattung, Rauschen und radiale Unschärfe, ausgehend von unbearbeiteten CT-Daten in Echtzeit und ohne Vorausberechnung.