Detail publikace

Accelerating Ultrasound Wave Propagation Simulations using Pruned FFT

OLšáK Ondřej a JAROš Jiří. Accelerating Ultrasound Wave Propagation Simulations using Pruned FFT. In: 2024 IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC). IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications. Wuhan: IEEE Computer Society, 2025, s. 168-173. ISBN 979-8-3315-4046-3.
Název česky
Akcelerace simulací šíření ultrazvukových vln prostřednictvím prořezané FFT
Typ
článek ve sborníku konference
Jazyk
angličtina
Autoři
Olšák Ondřej, Ing. (UPSY FIT VUT)
Jaroš Jiří, prof. Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Klíčová slova

Ultrazvukové zobrazování, Přesnost, Vysílače, Rychlá Fourierova transformace, Měření ultrazvukových veličin, Výpočetní modelování, Šíření, Matematické modely, Spektrální analýza, Modelování zatížení, Fourierova transformace, Simulace, Ultrazvuk, Vysoce náročné výpočty

Abstrakt

Využití ultrazvuku v neinvazivních lékařských postupech představuje rychle se rozvíjející oblast medicíny. Úspěch těchto léčebných metod často závisí na složitých ultrazvukových simulacích, které vyžadují značný výpočetní výkon, čas a s tím spojené náklady na výpočty. Tento článek představuje přístup, který má potenciál snížit výpočetní čas a tím i náklady na simulace šíření ultrazvukových vln používané ve fázi předběžného plánování neinvazivních léčebných postupů prostřednictvím využití algoritmu prořezané rychlé Fourierovy transformace (pruned FFT). Práce využívá spektrální filtraci pomocí binární mapy k napodobení chování prořezané FFT. To umožňuje vyhodnotit vliv prořezané FFT na počet vypočítaných prvků ve spektrální doméně a přesnost simulace. Výsledky získané na reálných datech ukázaly, že je možné nahradit rychlou Fourierovu transformaci (FFT) aplikovanou na akustický tlak a rychlost prořezanou verzí algoritmu při zachování výsledků vhodných pro účely předběžného plánování, čímž se snižuje výpočetní čas a doba věnovaná plánování léčby. Zapojení prořezané FFT může také umožnit provádění simulací v doménách s vyšším rozlišením při podstatně rychlejších časech výpočtu. V některých případech jsme byli schopni dosáhnout přibližně 90% přesnosti na jednom okraji 2D domény.

Rok
2025
Strany
168-173
Sborník
2024 IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC)
Řada
IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications
Konference
The 26th IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications, Wuhan, China, CN
ISBN
979-8-3315-4046-3
Vydavatel
IEEE Computer Society
Místo
Wuhan, CN
DOI
10.1109/HPCC64274.2024.00032
BibTeX 
@INPROCEEDINGS{FITPUB13248,
   author = "Ond\v{r}ej Ol\v{s}\'{a}k and Ji\v{r}\'{i} Jaro\v{s}",
   title = "Accelerating Ultrasound Wave Propagation Simulations using Pruned FFT",
   pages = "168--173",
   booktitle = "2024 IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC)",
   series = "IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications",
   year = 2025,
   location = "Wuhan, CN",
   publisher = "IEEE Computer Society",
   ISBN = "979-8-3315-4046-3",
   doi = "10.1109/HPCC64274.2024.00032",
   language = "english",
   url = "https://www.fit.vut.cz/research/publication/13248"
}
Soubory
Nahoru