Ultrasound is a vital imaging modality utilized for a variety of diagnostic and interventional procedures. However, an expert sonographer is required to make accurate maneuvers of the probe over the human body while making sense of the ultrasound images for diagnostic purposes. This procedure requires a substantial amount of training and up to a few years of experience. In this paper, we propose an autonomous robotic ultrasound system that uses Bayesian Optimization (BO) in combination with the domain expertise to predict and effectively scan the regions where diagnostic quality ultrasound images can be acquired. The quality map, which is a distribution of image quality in a scanning region, is estimated using Gaussian process in BO. This relies on a prior quality map modeled using expert's demonstration of the high-quality probing maneuvers. The ultrasound image quality feedback is provided to BO, which is estimated using a deep convolution neural network model. This model was previously trained on database of images labelled for diagnostic quality by expert radiologists. Experiments on three different urinary bladder phantoms validated that the proposed autonomous ultrasound system can acquire ultrasound images for diagnostic purposes with a probing position and force accuracy of 98.7% and 97.8%, respectively.


翻译:超声是一种重要的成像模态,广泛应用于各类诊断和介入操作。然而,执行诊断操作需要经验丰富的超声技师在解读超声图像的同时,精确操控探头在人体表面的移动。这一过程需要大量训练和数年经验积累。本文提出了一种自主机器人超声系统,该系统将贝叶斯优化与领域知识相结合,用于预测并有效扫描可获取诊断质量超声图像的区域。通过贝叶斯优化中的高斯过程,对扫描区域内的图像质量分布(即质量图谱)进行估计。该过程依赖于由专家演示的高质量探头操作所建模的先验质量图谱。系统采用深度卷积神经网络模型估计超声图像质量反馈,该模型先前已在由放射科专家标注诊断质量标记的图像数据库上完成训练。在三种不同膀胱体模上的实验验证表明,所提出的自主超声系统能够以98.7%的探头定位精度和97.8%的施力精度获取可用于诊断目的的超声图像。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
34+阅读 · 2022年12月20日
VIP会员
最新内容
失去控制的指挥:人工智能时代的任务式指挥
专知会员服务
15+阅读 · 9月11日
美国的新国家安全科技战略思考
专知会员服务
6+阅读 · 9月11日
综述 | 面向大模型智能体的图结构个性化记忆
专知会员服务
9+阅读 · 9月10日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员