Real-Time Ultrasoundsimulation for Medical Training


Bürger, Benny


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URL: https://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/38876
URN: urn:nbn:de:bsz:180-madoc-388764
Dokumenttyp: Dissertation
Erscheinungsjahr: 2014
Ort der Veröffentlichung: Mannheim
Hochschule: Universität Mannheim
Gutachter: Hesser, Jürgen
Datum der mündl. Prüfung: 27 Mai 2015
Sprache der Veröffentlichung: Deutsch
Einrichtung: Außerfakultäre Einrichtungen > Sonstige - Außerfakultäre Einrichtungen
Fakultät für Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsmathematik > Praktische Informatik IV (Effelsberg 1989-2017)
Fachgebiet: 004 Informatik
Normierte Schlagwörter (SWD): Ultraschall , Simulator , Simulation , Echtzeit , Ray tracing , Graphikkarte , CUDA <Informatik> , Ultraschalldiagnostik , Brachytherapie
Freie Schlagwörter (Englisch): Ultrasound , Simulation , Ray-Tracing , GPGPU , CUDA , Brachytherapy , Real-Time , Medical , Simulator
Abstract: Abstract: This thesis presents a real-time capable GPU-based ultrasound simulator suitable for medical education. The main focus of the simulator is to synthesize realistic looking ultrasound images in real-time including artifacts, which are essential for the interpretation of this data. The simulation is based on a convolution-enhanced ray-tracing approach and uses a deformable meshmodel. Our method advances the state of the art for real-time capable ultrasound simulators by following the path of the ultrasound pulse, which enables better simulation of ultrasound-specific artifacts. An evaluation of our proposed method in comparison with recent generative slicing-based strategies as well as real ultrasound images is performed. Hereby, a gelatin ultrasound phantom containing syringes filled with different media is scanned with a real transducer. The obtained images are then compared to images which are simulated using a slicing-based technique and our proposed method. The particular benefit of our method is the accurate simulation of ultrasound-specific artifacts, like range distortion, refraction and acoustic shadowing.
Zusätzliche Informationen: Titel engl., Text dt.




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