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科研人员开发出稀疏视角CT重建新方法

2025-11-03 合肥物质科学研究院
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近日,中国科学院合肥物质科学研究院王宏志团队在稀疏视角CT重建方面取得进展,提出了多阶段双域渐进式网络与协同训练方法。该研究突破了单一模型难以适应多种稀疏视角场景的瓶颈,提升了CT重建的精度与泛化能力。

稀疏视角低剂量CT通过减少采样角度来降低患者辐射剂量并缩短扫描时间,但重建图像往往存在伪影,影响影像质量与诊断可靠性。通常,传统方法需针对不同视角条件分别训练模型,耗时耗力且泛化能力不足。

研究团队提出了基于协同训练的多阶段双域渐进重建方法MDPRNet,在模型结构与训练策略上实现双重创新。团队设计了多视角协同训练策略,将训练数据按采样视角数量划分为“超稀疏组”与“稀疏组”,使单一模型能够鲁棒适应多种扫描条件。这一策略避免了大跨度视角训练中性能不稳定的问题,提升了极稀疏场景下的重建效果与稳定性。同时,团队构建了多阶段双域渐进重建网络结构。网络前期阶段利用编码器–解码器架构,在正弦域与图像域中提取多尺度上下文特征;最终阶段引入单尺度特征子网络,在原始分辨率下进行高保真重建。为优化阶段间特征传递,研究引入跨阶段特征适配器,结合可学习全局注意门与监督注意模块,实现了特征在多阶段间的高效融合与信息协同。

研究团队在AAPM公开数据集和自建的肺部异常CT影像数据集上进行系统验证。实验结果显示,MDPRNet在所有稀疏视角场景下均优于现有方法。特别是在144视角条件下,峰值信噪比达到40.66 dB,比当前最优方法提升近3 dB;在超稀疏的18视角条件下,峰值信噪比仍达30.16 dB,展现出优异的稳健性能。

高效通用的稀疏视角CT重建框架,提升了图像质量,降低了多模型训练的复杂度,为临床低剂量CT的推广应用提供了技术支撑。

相关研究成果发表在Neural Networks上。

论文链接

用于稀疏视角CT重建的MDPRNet模型整体架构

打印 责任编辑:侯茜

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