論文の概要: UltraGauss: Ultrafast Gaussian Reconstruction of 3D Ultrasound Volumes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.05643v1
- Date: Thu, 08 May 2025 20:53:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-12 20:40:10.081146
- Title: UltraGauss: Ultrafast Gaussian Reconstruction of 3D Ultrasound Volumes
- Title（参考訳）: UltraGauss:3次元超音波ボリュームの超高速ガウス再構成
- Authors: Mark C. Eid, Ana I. L. Namburete, João F. Henriques,
- Abstract要約: 2D-to-3D再構成は、しばしば計算コストが高く、メモリ集約的であり、超音波物理と相容れない。
UltraGauss - 超音波波伝搬にビュー合成技術を拡張した最初の超音波特異的ガウス平滑化フレームワーク。
実際の臨床超音波データでは、UltraGaussは最先端の再建を5分で達成し、1枚の画像で0.99 SSIMに達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.02330703285484
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Ultrasound imaging is widely used due to its safety, affordability, and real-time capabilities, but its 2D interpretation is highly operator-dependent, leading to variability and increased cognitive demand. 2D-to-3D reconstruction mitigates these challenges by providing standardized volumetric views, yet existing methods are often computationally expensive, memory-intensive, or incompatible with ultrasound physics. We introduce UltraGauss: the first ultrasound-specific Gaussian Splatting framework, extending view synthesis techniques to ultrasound wave propagation. Unlike conventional perspective-based splatting, UltraGauss models probe-plane intersections in 3D, aligning with acoustic image formation. We derive an efficient rasterization boundary formulation for GPU parallelization and introduce a numerically stable covariance parametrization, improving computational efficiency and reconstruction accuracy. On real clinical ultrasound data, UltraGauss achieves state-of-the-art reconstructions in 5 minutes, and reaching 0.99 SSIM within 20 minutes on a single GPU. A survey of expert clinicians confirms UltraGauss' reconstructions are the most realistic among competing methods. Our CUDA implementation will be released upon publication.
- Abstract（参考訳）: 超音波画像はその安全性、可視性、リアルタイム能力のために広く利用されているが、その2D解釈は演算子に依存しており、可変性や認知的要求の増加につながる。
2D-to-3D再構成は、標準化されたボリュームビューを提供することによってこれらの課題を軽減するが、既存の手法はしばしば計算コストが高く、メモリ集約的であり、超音波物理学と互換性がない。
UltraGauss - 超音波波伝搬にビュー合成技術を拡張した最初の超音波特異的ガウス平滑化フレームワーク。
従来の遠近法とは異なり、ウルトラガウスは3次元の平面交叉をモデルとし、音響的画像形成と整合する。
我々は、GPU並列化のための効率的なラスタライズ境界定式化を導き、数値的に安定な共分散パラメトリゼーションを導入し、計算効率と再構成精度を向上させる。
実際の臨床超音波データでは、UltraGaussは最先端の再構築を5分で達成し、1つのGPUで20分以内に0.99 SSIMに達する。
専門家臨床医による調査では、UltraGaussの再建は競合する方法の中でも最も現実的であることが確認された。
CUDAの実装は出版時に発表します。
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