一种改进的基于3D高斯的CBCT重建方法：边缘暗化的缓解

摘要

锥形束计算机断层扫描(Cone Beam Computed Tomography, CBCT)是一种广泛用于医学领域的成像技术.基于高斯泼溅的R2-GS方法使用3D高斯表示CBCT三维图像，展现了出色的重建质量和实时的渲染速度.然而，R2-GS方法在重建区域边缘存在暗化现象，影响重建精度和诊断可靠性.分析表明，该问题源于3D高斯的平滑特性及渲染机制限制.为此，本文提出了一种在三维空间中对3D高斯进行监督的方法，以约束其作用范围至重建区域内，从而有效缓解边缘暗化问题.所提方法无需额外的训练数据，具有较高的适用性和实用性.此外，本文提出了预训练策略，在初始化阶段引入三维几何信息.大量实验表明，相较于R2-GS,本方法在PSNR指标上提升0.38dB,SSIM指标达到最佳，并且在训练时间和渲染速度方面保持了相近的水平.

关键词

锥形束计算机断层扫描 / 3D高斯 / 深度学习 / 边缘暗化现象 / 3D监督

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目(62206082)资助