无外部跟踪器的自由手超声三维重建中的长程依赖

目的：在无任何外部跟踪器的情况下进行自由手超声的三维重建，一直是超声辅助操作中的长期挑战。我们旨在定义参数化长程依赖的新方法，并评估其性能。方法：首先，长程依赖由帧序列内的变换位置编码。这是通过结合序列模型与多变换预测实现的。其次，提出两个依赖因素——解剖图像内容与扫描协议——以贡献于精确重建。各因素通过减小相应训练方差进行实验量化。结果：1）所添加长达 400 帧（20 帧每秒，fps）的长程依赖确实改善了重建，与基线性能相比累积误差降低达 82.4%。该改善被发现依赖于序列长度、变换间隔与扫描协议，且出乎意料地不依赖于带长短程模块的循环网络的使用；2）在训练中减小解剖或协议方差均导致重建精度下降。有趣的是，相较于代表性解剖特征，从代表性协议模式中获得了更大性能提升。结论：所提算法利用超参数调优有效利用长程依赖。所提依赖因素在收集多样训练数据、规范扫描协议及开发高效网络方面具有实际意义。意义：所提出的新方法配有公开志愿者数据与代码用于参数化长程依赖，经实验证明为有效的性能提升来源，可能促成重建应用的更好模型开发与实用优化。