物理学 > 医学物理
[提交于 2025年1月7日
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标题: 时空高斯优化用于从稀疏投影中重建4D锥束CT
标题: Spatiotemporal Gaussian Optimization for 4D Cone Beam CT Reconstruction from Sparse Projections
摘要: 在图像引导放疗(IGRT)中,四维锥束计算机断层扫描(4D-CBCT)对于在束流输送前评估患者呼吸周期中的肿瘤运动至关重要。 然而,生成足够质量的4D-CBCT图像需要比标准3D-CBCT扫描更多的投影图像,导致扫描时间延长和患者成像剂量增加。 为了解决这些限制,迫切需要能够从1分钟的3D-CBCT采集中重建高质量4D-CBCT图像的方法。 挑战在于投影的稀疏采样,这会引入严重的条纹伪影并影响图像质量。 本文介绍了一种新颖的框架,利用时空高斯表示从稀疏投影中进行4D-CBCT重建,实现了条纹伪影减少、动态运动保留和精细细节恢复之间的平衡。 每个高斯分布由其三维位置、协方差、旋转和密度来表征。 可以通过X射线光栅化从高斯点云表示中渲染二维X射线投影图像。 通过最小化测量投影与渲染X射线投影之间的差异来优化每个高斯的属性。 一个高斯变形网络被联合优化,以变形这些高斯属性,从而获得用于动态CBCT场景建模的4D高斯表示。 最终的4D-CBCT图像通过将4D高斯体素化来重建,实现了既保留运动动态又保留空间细节的高质量表示。 代码和重建结果可在https://github.com/fuyabo/4DGS_for_4DCBCT/tree/main找到。
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