MUSiK: una biblioteca de simulación de código abierto para ultrasonidos en 3D

Área de la Ciencia:

• Imágenes médicas
• Ultrasonido computacional
• Ingeniería biomédica

Sus antecedentes:

• La ecografía de diagnóstico es una modalidad médica de imagen vital, segura y accesible.
• Las aplicaciones avanzadas como la representación de volumen y el monitoreo de órganos se ven obstaculizadas por la complejidad del hardware y la escasez de datos.
• Existe una necesidad crítica de herramientas que faciliten la creación rápida de prototipos de ultrasonido y la generación de datos sintéticos.

Objetivo del estudio:

• Presentamos MUSiK, la primera biblioteca de código abierto para simulaciones acústicas de ultrasonido de anatomía realista.
• Proporcionar un conjunto completo de herramientas para toda la línea de adquisición de imágenes, desde los fantasmas digitales hasta la reconstrucción de imágenes.
• Demostrar la utilidad de MUSiK mediante diversos casos de uso in vitro e in vivo.

Principales métodos:

• Desarrollo de MUSiK, una biblioteca de simulación de ultrasonido de código abierto.
• Creación de fantasmas anatómicos digitales y integración de diversos tipos de transductores.
• Implementación de simulaciones acústicas de múltiples vistas y algoritmos de reconstrucción de imágenes, incluido un marco bayesiano.

Principales resultados:

• Simulación exitosa de experimentos multivisión in vitro, con análisis de la resolución y el contraste de las imágenes.
• Demostración de varias tareas de imágenes in vivo: escáneres renales 2D, ecocardiografía 2D/3D, tomografía 2.5D/3D para la detección de lesiones.
• Validación de un nuevo algoritmo de reconstrucción de mejora de SNR dentro del marco bayesiano de MUSiK.

Conclusiones:

• MUSiK aborda la necesidad de herramientas avanzadas de simulación de ultrasonido.
• La biblioteca facilita la creación rápida de prototipos, la generación de datos sintéticos y la exploración de nuevas técnicas de imagen.
• Se espera que MUSiK acelere el desarrollo tecnológico en el campo de la imagen por ultrasonido.