AortaDiff：基于体积引导的条件扩散模型用于多分支主动脏表面生成
计算机视觉与模式识别
2025-07-21 v1
摘要
准确的 3D 主动脏构建对于临床诊断、手术前规划和计算流体动力学 (CFD) 仿真至关重要，因为它能够估算血流速度、压力分布和壁剪应力等关键血流动力学参数。现有方法常依赖大量标注训练数据和 extensive manual intervention。虽然生成的网格可用于可视化 purposes，但难以产生几何一致、结构良好的表面，适合用于下游 CFD 分析。为此，我们引入 AortaDiff，一种基于扩散模型的框架，直接从 CT/MRI 体积图像生成光滑的主动脏表面。AortaDiff 首先采用体积引导的条件扩散模型 (CDM) 生成主动脏中线，条件化于体积医学图像。每个中线点随后自动用作提取对应血管轮廓的提示，确保准确的边界描绘。最后，将提取的轮廓拼合成光滑的 3D 表面，生成连续、适用于 CFD 的网格表示。AortaDiff 相对于现有方法具有显著优势，包括端到端的工作流程、对大量标注数据依赖小、以及能够生成高几何保真度的 CFD 兼容主动脏网格的能力。实验结果表明，AortaDiff 在有限训练数据下也能有效工作，成功构建了正常和病变主动脏网格，包括包含动脉瘤或缩窄的病例。这种能力使其能够生成高质量的可视化结果，并将 AortaDiff 定位为心血管研究的实用解决方案。
引用
@article{arxiv.2507.13404,
title = {AortaDiff: Volume-Guided Conditional Diffusion Models for Multi-Branch Aortic Surface Generation},
author = {Delin An and Pan Du and Jian-Xun Wang and Chaoli Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13404},
year = {2025}
}