基于改进可微分域转换的双域锥束计算机断层扫描重建网络用于锥角伪影校正

摘要

目的 提出一种基于改进可微分域转换的双域锥束计算机断层扫描（CBCT）重建框架DualCBR-Net用于锥角伪影校正。方法 所提出的双域CBCT重建框架DualCBR-Net包含3个模块：投影域预处理、可微分域转换和图像后处理。投影域预处理模块首先对投影数据进行排方向扩充，使被扫描物体能够被X射线完全覆盖。可微分域转换模块引入重建和前投影算子去完成双域网络的前向和梯度回传过程，其中几何参数对应扩大的数据维度，扩大几何在网络前向过程中提供了重要先验信息，在反向过程中保证了回传梯度的精度，使得锥角区域的数据学习更为精准。图像域后处理模块对域转换后的图像进一步微调以去除残留伪影和噪声。结果 在Mayo公开的胸部数据集上进行的验证实验结果显示，本研究提出的DualCBR-Net在伪影去除和结构细节保持方面均优于其他竞争方法；定量上，这种DualCBR-Net方法在PSNR和SSIM上相对于最新方法分别提高了0.6479和0.0074。结论 本研究提出的基于改进可微分域转换的双域CBCT重建框架DualCBR-Net用于锥角伪影校正方法使有效联合训练CBCT双域网络成为可能，尤其是对于大锥角区域。。

关键词

CBCT / 锥角伪影 / 可微分域转换