螺旋扫描与自监督图像重建实现超稀疏采样多光谱光声断层成像
图像与视频处理
2024-04-11 v1 医学物理
摘要
多光谱光声断层成像（PAT）是一种利用光声效应实现内部组织无创高对比度成像的模态。然而，由多达数千个探测器组成的多光谱 PAT 系统的硬件成本和计算需求是巨大的。为了应对这一挑战，我们提出了一种用于多光谱 PAT 的超稀疏螺旋采样策略，我们将其命名为 U3S-PAT。我们的策略采用稀疏环形换能器，在切换激发波长时同时旋转和平移。这产生了一种具有多光谱角度交错采样的螺旋扫描模式。为了解决高度病态的图像重建问题，我们提出了一种自监督学习方法，能够引入螺旋扫描过程中共享的结构信息。我们在商业 PAT 系统上模拟了所提出的 U3S-PAT 方法，并进行了体内动物实验以验证其性能。结果表明，即使采样率稀疏至 1/30，我们的 U3S-PAT 策略也能实现与非螺旋密集采样相似的重建和光谱解混精度。鉴于其能够大幅减少三维多光谱扫描所需的时间，我们的 U3S-PAT 策略具有对动态生物活动进行体积分子成像的潜力。
引用
@article{arxiv.2404.06695,
title = {Spiral Scanning and Self-Supervised Image Reconstruction Enable Ultra-Sparse Sampling Multispectral Photoacoustic Tomography},
author = {Yutian Zhong and Xiaoming Zhang and Zongxin Mo and Shuangyang Zhang and Wufan Chen and Li Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.06695},
year = {2024}
}