論文の概要: DopUS-Net: Quality-Aware Robotic Ultrasound Imaging based on Doppler
Signal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.08938v1
- Date: Mon, 15 May 2023 18:19:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-17 17:31:37.108300
- Title: DopUS-Net: Quality-Aware Robotic Ultrasound Imaging based on Doppler
Signal
- Title(参考訳): DopUS-Net:ドップラー信号に基づく高品質ロボット超音波イメージング
- Authors: Zhongliang Jiang, Felix Duelmer, Nassir Navab
- Abstract要約: DopUS-Netはドップラー画像とBモード画像を組み合わせることで、小血管のセグメンテーション精度と堅牢性を高める。
動脈再同定モジュールは、リアルタイムセグメンテーション結果を質的に評価し、拡張ドップラー画像に対するプローブポーズを自動的に最適化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 48.97719097435527
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Medical ultrasound (US) is widely used to evaluate and stage vascular
diseases, in particular for the preliminary screening program, due to the
advantage of being radiation-free. However, automatic segmentation of small
tubular structures (e.g., the ulnar artery) from cross-sectional US images is
still challenging. To address this challenge, this paper proposes the DopUS-Net
and a vessel re-identification module that leverage the Doppler effect to
enhance the final segmentation result. Firstly, the DopUS-Net combines the
Doppler images with B-mode images to increase the segmentation accuracy and
robustness of small blood vessels. It incorporates two encoders to exploit the
maximum potential of the Doppler signal and recurrent neural network modules to
preserve sequential information. Input to the first encoder is a two-channel
duplex image representing the combination of the grey-scale Doppler and B-mode
images to ensure anatomical spatial correctness. The second encoder operates on
the pure Doppler images to provide a region proposal. Secondly, benefiting from
the Doppler signal, this work first introduces an online artery
re-identification module to qualitatively evaluate the real-time segmentation
results and automatically optimize the probe pose for enhanced Doppler images.
This quality-aware module enables the closed-loop control of robotic screening
to further improve the confidence and robustness of image segmentation. The
experimental results demonstrate that the proposed approach with the
re-identification process can significantly improve the accuracy and robustness
of the segmentation results (dice score: from 0:54 to 0:86; intersection over
union: from 0:47 to 0:78).
- Abstract(参考訳): 医用超音波(US)は、放射線のない利点のために、特に予備検診プログラムにおいて、血管疾患の評価とステージに広く用いられている。
しかし,米国横断画像からの微小管状構造物(例えば尺骨動脈)の自動分割は依然として困難である。
この課題に対処するために,dopus-netと血管再同定モジュールを提案し,ドップラー効果を利用して最終セグメンテーション結果を向上させる。
まず、ドップラー画像とBモード画像を組み合わせることで、小血管のセグメンテーション精度と堅牢性を高める。
2つのエンコーダを組み込んで、ドップラー信号とリカレントニューラルネットワークモジュールの最大電位を利用してシーケンシャル情報を保存する。
第1エンコーダへの入力は、解剖学的空間的正確性を確保するため、グレースケールドップラーとBモード画像の組み合わせを表す2チャンネルの二重画像である。
第2エンコーダは、領域提案を提供するために純粋なドップラー画像で動作する。
第2に、ドップラー信号の利点として、まずオンライン動脈再同定モジュールを導入し、リアルタイムセグメンテーションの結果を質的に評価し、拡張ドップラー画像に対するプローブポーズを自動的に最適化する。
この品質認識モジュールは、ロボットスクリーニングのクローズドループ制御を可能にし、画像セグメンテーションの信頼性と堅牢性をさらに向上させる。
実験の結果,再同定手法によるアプローチにより,セグメント化結果の精度とロバスト性が大幅に向上することがわかった(diceスコア:0:54から0:86、結合上の交差:0:47から0:78)。
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