論文の概要: UltraScatter: Ray-Based Simulation of Ultrasound Scattering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.10612v1
- Date: Sun, 12 Oct 2025 13:48:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-14 18:06:30.031026
- Title: UltraScatter: Ray-Based Simulation of Ultrasound Scattering
- Title（参考訳）: 超音波散乱の光によるシミュレーション
- Authors: Felix Duelmer, Mohammad Farid Azampour, Nassir Navab,
- Abstract要約: 我々は超音波散乱を効率よく現実的にモデル化する確率的レイトレーシングフレームワークであるUltraScatterを紹介した。
平面波イメージングとビームフォーミングを統合した並列化レイトレーシングアーキテクチャは,Bモード画像を数秒で生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.67121837161917
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Traditional ultrasound simulation methods solve wave equations numerically, achieving high accuracy but at substantial computational cost. Faster alternatives based on convolution with precomputed impulse responses remain relatively slow, often requiring several minutes to generate a full B-mode image. We introduce UltraScatter, a probabilistic ray tracing framework that models ultrasound scattering efficiently and realistically. Tissue is represented as a volumetric field of scattering probability and scattering amplitude, and ray interactions are simulated via free-flight delta tracking. Scattered rays are traced to the transducer, with phase information incorporated through a linear time-of-flight model. Integrated with plane-wave imaging and beamforming, our parallelized ray tracing architecture produces B-mode images within seconds. Validation with phantom data shows realistic speckle and inclusion patterns, positioning UltraScatter as a scalable alternative to wave-based methods.
- Abstract（参考訳）: 従来の超音波シミュレーション法は波動方程式を数値的に解き、精度は高いが相当な計算コストで解く。
事前計算されたインパルス応答による畳み込みに基づく高速な代替は比較的遅いままであり、完全なBモード画像を生成するのに数分を要することが多い。
我々は超音波散乱を効率よく現実的にモデル化する確率的レイトレーシングフレームワークであるUltraScatterを紹介した。
組織は散乱確率と散乱振幅の体積場として表現され、光相互作用はフリーフライデルタトラッキングによってシミュレートされる。
散乱光はトランスデューサに追跡され、位相情報は線形飛行時間モデルによって組み込まれている。
平面波イメージングとビームフォーミングを統合した並列光線トレーシングアーキテクチャは,Bモード画像を数秒で生成する。
ファントムデータによる検証はリアルなスペックルと包摂パターンを示し、UltraScatterを波動ベースの方法に代わるスケーラブルな代替品として位置づけている。
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