用于低剂量牙科 CBCT 成像的带 TV 先验的迭代断层重建
信号处理
2024-11-15 v1
摘要
目的。锥束计算机断层扫描在 3D 牙科成像等应用中变得越来越流行。与标准 Feldkamp 算法相比，迭代方法尽管计算时间长，但在低剂量采集数据的重建图像质量上显示出改善。迭代方法的一个有趣方面是它们能够包含先验信息，例如稀疏约束。虽然大量优化算法及其对层析成像问题的适配已经可用，但它们主要在 2D 平行或扇束数据上进行研究。3D CBCT 以及截断投影所引起的问题仍然知之甚少。方法。我们在逼真的 3D 牙科成像背景下比较了不同精心设计的优化方案。除了一些已知算法 SIRT-TV 和 MLEM 外，我们研究了原始-对偶混合梯度（PDHG）方法和新提出的 MLEM-TV 优化器。后者交替执行 EM 步骤和 TV 去噪，这种组合尚未在 CBCT 中得到研究。实验在来自 3D 颌骨仿体的模拟数据和由牙科临床扫描仪采集的数据上进行。主要结果。通过对 CBCT 算子的具体特性进行一些适配，PDHG 和 MLEM-TV 算法提供了最佳的重建质量。这些结果是通过将全剂量图像与低剂量图像和超低剂量图像进行比较获得的。意义。原始迭代方法的收敛速度受到圆锥几何的阻碍，与平行几何相比显著降低。我们推广了预条件版本的 PDHG，并提出了一种预条件版本的 MLEM-TV 算法。据我们所知，这是首次在实验性牙科 CBCT 数据上评估 PDHG 和收敛的 MLEM-TV 算法，在这些数据中必须共同克服投影截断和金属存在等约束。
引用
@article{arxiv.2411.09306,
title = {Iterative tomographic reconstruction with TV prior for low-dose CBCT dental imaging},
author = {Louise Friot-Giroux and Françoise Peyrin and Voichita Maxim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.09306},
year = {2024}
}