基于CT引导的物理受限采样的PET超分辨率扩散先验
计算机视觉与模式识别
2026-03-17 v1
摘要
PET超分辨率高度受限于由于来自同一受试者的多分辨率扫描极少配对，有效分辨率由扫描器特定的物理因素(如PSF、探测器几何和获取设置)决定。这限制了受监督的端到端训练，使得纯图像域生成恢复容易产生幻觉结构，当解剖和物理约束较弱时。我们将PET超分辨率建模为异构系统配置下的后验推断，提出一种基于CT引导的扩散框架并引入物理受限采样。在训练期间，从高质量PET/CT对中学习条件扩散先验，利用跨注意力进行解剖指导，不需要配对的LR-HR PET数据。在推断期间，通过扫描器感知的前向模型强制测量一致性，其中包含显式的PSF效应和基于梯度的数据一致性细化。在标准和OOD设置下，所提方法始终优于强大的基线，提高了实验指标和病灶级别的临床相关指标，同时减少了幻觉伪影并提高了结构保真度。
引用
@article{arxiv.2603.13901,
title = {CT-Conditioned Diffusion Prior with Physics-Constrained Sampling for PET Super-Resolution},
author = {Liutao Yang and Zi Wang and Peiyuan Jing and Xiaowen Wang and Javier A. Montoya-Zegarra and Kuangyu Shi and Daoqiang Zhang and Guang Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.13901},
year = {2026}
}