基于双向流场引导投影补全的稀疏角度锥束CT重建算法

• Published in: 南方医科大学学报 Vol. 45; no. 2; pp. 395 - 408
• Main Authors: 李文伟, 毛泽睿, 王永波, 边兆英, 黄静
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 南方医科大学广东省医学图像处理重点实验室,广东 广州 510515 2025; 南方医科大学生物医学工程学院,广东 广州 510515%西安交通大学生命科学技术学院,陕西 西安 710049%南方医科大学生物医学工程学院,广东 广州 510515
• Subjects: 稀疏角度锥束CT; 双向多尺度关联性; 双向流场估计; bidirectional multi-scale correlation; dual-domain training; sparse-view cone-beam CT; bidirectional flow field estimation; 双域训练
• ISSN: 1673-4254
• DOI: 10.12122/j.issn.1673-4254.2025.02.21

目的 为解决稀疏角度锥束CT成像面临的不适定反问题求解问题,提出基于双向流场引导投影补全的稀疏角度锥束CT重建算法(BBC-Recon).方法 BBC-Recon方法包含两个主要模块:投影补全模块和图像恢复模块.投影补全模块基于流场估计的思想,通过设计的双向和多尺度关联体,充分计算投影之间的相关性信息和冗余信息,用以精确指导双向流场和缺失帧的生成,实现对缺失投影的高精度补全,获得伪完备投影;图像恢复模块对获得的伪完备投影进行重建,然后对图像进行细化,去除伪影残留,进一步提升图像质量.结果 在Mayo和桂林医学院公开数据集上的实验结果表明,对比现有算法,BBC-Recon方法在稀疏4倍角度的情形下,较次优方法:PSNR指标提升1.80%,SSIM指标提升0.29%,RMSE指标降低4.12%;在稀疏8倍角度的情形下,较次优方法:PSNR指标提升1.43%,SSIM指标提升1.49%,RMSE指标降低0.77%.结论 BBC-Recon充分挖掘了投影之间的相关性信息,不仅能在保持图像结构信息的前提下有效去除条纹伪影,而且在层间一致性的保持上发挥了极大优势.