A fast marching method based back projection algorithm for photoacoustic tomography in heterogeneous media
本文对一种基于快速推进法的非均匀介质光声层析反投影重建算法进行了数值研究。经颅成像在这里被用作一个案例研究。为了校正来自异质性的相位畸变（即，颅骨），在已知声速分布的基础上，采用快速行进法计算相位延迟，并采用反投影算法考虑相位延迟，以提高重建精度。结果表明，该算法是更准确的比传统的反投影算法，但略低于时间反演算法，特别是在该地区接近头骨的准确性。然而，所提出的算法的图像重建时间可以小到124 ms时，由GPU（512个传感器，21323像素重建），这是两个数量级的速度比时间反转重建。因此，所提出的算法，不仅校正相位畸变，但也可以潜在地以实时的方式实现。
2015-01-20 physics.med-ph
A Novel Analysis Method for Emission Tomography
提出了一种新的发射断层成像图像重建分析方法。该方法，命名为重建图像从模拟包围（RISE），利用统计物理概念和蒙特卡罗技术提取的物理模型的参数表示成像对象从其平面投影。它的能力证明和重建断层图像从模拟SPECT投影集进行评估。RISE的结果与著名的极大似然期望最大化（MLEM）方法、代数重建技术（ART）和滤波反投影（FBP）的结果相比是有利的。
2018-04-11 physics.med-ph
Meaning of Interior Tomography
计算机断层成像的经典成像几何是收集未截断的投影并重建全局图像，其中傅立叶变换作为本质上非局部的理论基础。最近，内部层析成像的研究导致了理论上的准确的投影和图像空间和实际上有前途的重建算法的地方之间的关系。最初，内部层析成像是为X射线计算机断层成像开发的。然后，它被提升为一般成像原理。最后，一种新的框架称为全方位断层扫描正在开发的大融合的多种成像方式，允许断层同步的多样化功能。
2013-04-30 physics.med-ph
Simultaneous maximum-likelihood reconstruction for x-ray grating based phase-contrast tomography avoiding intermediate phase retrieval
当使用滤波反投影重建时，相位包裹伪影、统计图像噪声和对每个投影的最小相位阶跃量的需要限制了基于X射线光栅的相位衬度断层摄影的实用性。对于传统的X射线计算机断层成像，统计迭代重建算法的使用已经成功地减少了伪影和统计问题。本文提出了一种基于光栅的相位衬度层析成像迭代重建方法。该方法避免了吸收、微分相位和暗场投影的中间恢复。它直接重建层析截面从相位步进投影通过使用一个前向投影成像模型和适当的似然函数。然后用迭代算法最大化似然函数。通过光栅相衬层析成像的波场仿真得到的层析数据验证了该方法的有效性。重建结果与预期一致，证明了该概念的有效性。
2013-07-30 physics.comp-ph physics.med-ph
AI-driven projection tomography with multicore fibre-optic cell rotation
Shanghai Artificial Intelligence Laboratory（上海人工智能实验室）；TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Max Planck-Zentrum für Physik und Medizin（马克斯·普朗克物理与医学中心）
针对传统光学断层成像扫描范围有限、分辨率各向异性的问题，研究结合多芯光纤细胞旋转系统实现全角度成像，提出AI驱动的全自动断层重建工作流，经细胞体模和癌细胞验证有效，可推广至多类成像模态，助力细胞生物学研究与癌症早诊。
2023-12-12 cs.AI eess.IV physics.bio-ph
PARALLELPROJ -- An open-source framework for fast calculation of projections in tomography
本研究提出开源框架PARALLELPROJ，支持CPU/GPU并行计算断层成像投影，扩展Joseph方法实现TOF PET投影，测试显示纯GPU模式较多核CPU加速25-68倍，消费级GPU数秒可完成真实PET数据的OSEM列表模式重建。
2023-12-13 physics.med-ph
Artifacts in optical projection tomography due to refractive index mismatch: model and correction
光学投影层析成像（Optical Projection Tomography，OPT）是一种对细观样品进行三维成像的有力工具，对生命科学中各种疾病模型的研究具有重要意义。OPT能够在几立方厘米的大样品体积上实现几十微米的分辨率。然而，重建的OPT图像经常遭受各种物理失配引起的伪影。这项工作的重点是旋转物体和周围介质之间的折射率（RI）失配。我们推导出一个三维锥束前向模型来近似RI失配的影响，并实现了一种快速有效的重建方法来校正荧光珠实验图像上诱导的海鸥形伪影。
2022-09-19 eess.IV physics.med-ph physics.optics
Full field X-ray Scatter Tomography
在X射线成像中，光子透射通过受试者并被受试者吸收，但也大量散射。先前使用散射光子进行生物成像的尝试使用铅笔或扇形光束照明。在这里，我们提出了三维X射线散射断层扫描使用全场照明。同步辐射成像实验进行了体模和幼年大鼠的胸部。透射和散射的光子同时成像与单独的相机;科学相机直接下游的样品台，和像素化的检测器与针孔成像系统放置在45 ${}^\circ$的光束轴。我们获得了散射断层扫描特征保真度足够的分割肺和主要气道的大鼠。散射断层扫描切片的图像对比度接近透射成像，表明在我们的情况下存在的多次散射的量的鲁棒性。这开启了用额外的散射探测器增强全视场2D成像系统的可能性，以获得互补模式或在没有额外剂量的情况下提高现有图像的保真度，可能导致单次激发或减小角度断层扫描或减少活体动物研究的总剂量。
2022-03-10 physics.app-ph physics.med-ph
Alignment Methods and Analysis of Tilt Angle Range for the Data Scanned in Electron Tomography
电子层析成像已经在各个领域进行了研究。已经开发了各种方法来对齐投影集以构建理想聚焦的重建。在本文中，我们提出了如何对齐的投影集，以区分它是否有一个理想的正弦图模式或没有通过消除平移误差和垂直倾斜误差。我们还分析了某些类型的样本的一些重要属性，以确定重建图像是否可以通过一个理想的正弦图模式。我们提供了一个指导方针，如何构建一个更好的重建图像扫描样品通过这些属性。
2017-06-12 physics.med-ph
Fast unified reconstruction algorithm for conventional, phase-contrast and diffraction tomography
本文提出了一种从多个照明方向上采集的透射图像进行物体三维重建的统一方法。该方法可适用于与使用X射线、电子和其他形式的穿透辐射或物质波的基于吸收的、相衬或衍射成像相关的实验条件。相位恢复（也称为对比度传递函数校正）和埃瓦尔德球曲率的影响（在具有浅景深和显着的物内衍射的情况下）都被纳入所提出的算法中，并且可以被考虑在内。多次散射没有明确处理，但可以减轻作为角平均的结果，构成该方法的一个基本特征。相应的数值算法是基于三维网格，允许快速计算的实施，包括一个简单的并行化。该算法可以用于任何扫描几何涉及平面波照明。已经开发了实现所提出的算法的软件代码，在模拟和实验图像数据上进行了测试，并公开提供。
2022-07-08 physics.med-ph physics.optics
Interior X-ray diffraction tomography with low-resolution exterior information
X射线衍射层析成像（XDT）解析宏观物体内的空间变化XRD轮廓，并且与传统的基于透射的计算机断层成像（CT）相比提供改进的材料对比度。然而，由于小的衍射截面，XDT遭受长的成像采集时间，这可能需要几十个小时的全扫描使用台式X射线管。在医学和工业成像应用中，通常仅需要感兴趣区域（ROI）内的XRD测量，这与减少成像时间和对样品的辐射剂量的需求一起，推动了仅扫描和重建样品内的内部区域的内部XDT系统的开发。内部问题没有唯一解，直接对截断投影数据进行反演往往会导致ROI重建误差较大。为了减少截断伪影，传统的基于衰减的内部重建问题依赖于ROI内的已知区域或分段常数约束，这并不适用于XDT中的所有样本。在这里，我们提出了一个准内部XDT计划，它结合了一小部分的投影信息，从外部区域，以协助内部重建。低分辨率的外部投影数据消除了对对象的先验知识的要求，并允许使用快速、广泛使用的滤波反投影算法来执行ROI重建，以便于集成到实时XDT成像模块中。
2018-10-09 physics.med-ph
A Deep Learning Reconstruction Framework for Differential Phase-Contrast Computed Tomography with Incomplete Data
微分相衬计算机断层成像（DPC-CT）是一种用于软组织和低原子序数样品的强有力的分析工具。受实施条件的限制，不完全投影的DPC-CT现象时有发生。传统的重建算法不容易处理不完整的数据。它们通常涉及复杂的参数选择操作，对噪声敏感且耗时。在本文中，我们报告了一种新的针对不完整数据的深度学习重建框架DPC-CT。它是深度学习神经网络和相位衬度投影正弦图域中的DPC-CT重建算法的紧密耦合。估计的结果是完整的相位对比投影正弦图，而不是由不完整数据引起的伪影。在训练之后，该框架被确定并且可以针对给定的不完全相衬投影正弦图重建最终的DPC-CT图像。以稀疏视图DPC-CT为例，该框架已被验证和证明与合成和实验数据集。嵌入DPC-CT重建，该框架自然封装了DPC-CT系统的物理成像模型，易于扩展以应对其他挑战。本文的工作有助于推动深度学习理论在DPC-CT领域的应用。
2019-04-01 physics.med-ph
Segmentation-free x-ray energy spectrum estimation for computed tomography
X射线能谱在成像和相关任务中起着至关重要的作用。由于临床CT扫描仪的高光子通量，大多数谱估计方法是间接的，通常受到各种限制。最近提出的间接透射测量为基础的方法需要至少一个材料的分割，这是不够的高噪声和伪影的CT图像。为了解决基于分割CT图像的能谱估计的瓶颈问题，提出了一种基于双能材料分解的无分割间接透射测量的能谱估计方法。该方法的基本原理是通过多色前向投影与原始投影的比较来标定一组未知权值，并将这些权值与一组模型谱一起表示未知谱。在使用高能量和低能量原始投影数据应用双能量材料分解之后，在材料特定图像上进行多色前向投影。然后迭代更新未知权重以最小化原始投影和估计投影之间的差异。数值模拟和实验头模型被用来评估所提出的方法。结果表明，该方法提供了准确的光谱估计，它可能是有吸引力的剂量计算，伪影校正和其他临床应用。
2016-04-18 physics.med-ph
Learning image from projection: a full-automatic reconstruction (FAR) net for sparse-views computed tomography
稀疏视角的X射线计算机断层成像（CT）在医学诊断和工业无损检测中是必不可少的。然而，特别地，当采样不足时，重建图像通常遭受复杂的伪影和噪声。为了解决这一问题，提出了一种基于深度学习技术的全自动重建（FAR）网络。与深度学习重建中的通常网络不同，所提出的神经网络是一个端到端网络，通过它可以直接从投影数据预测图像。这种FAR网络的主要挑战是全连接（FC）网络中CT重建的空间复杂性。对于尺寸为$N \times N$的CT图像，用于图像重建的存储器空间的典型要求是$O(N^{4})$，这对于常规计算设备（例如GPU工作站）是不可接受的。在本文中，我们利用一系列较小的FC层来取代巨大的基于稀疏非负矩阵分解（SNMF）理论。通过应用这种方法，FAR网络能够在一个工作站上重建尺寸为$512\times 512$的稀疏视图CT图像。此外，在FAR网络中加入Res-Unet结构，以抑制欠采样数据引起的伪影和噪声。数值实验结果表明，投影矩阵和FAR网络是能够从稀疏视图的投影数据重建的CT图像具有优于传统的方法，如FBP和优化的方法。同时，对逆投影矩阵的因式分解进行了数值验证。
2019-10-07 eess.IV physics.med-ph
A Fast local Reconstruction algorithm by selective backprojection for Low-Dose in Dental Computed Tomography
计算机断层成像（CT）扫描中的高辐射剂量增加了癌症的终生风险，这成为主要的临床问题。反投影滤波（BPF）算法可以在短扫描时间内从截断数据重建图像，从而降低辐射剂量。在牙科CT扫描中，利用短扫描时间内获得的投影，可以减少对牙齿的辐射剂量，利用截断投影，可以避免对其他部位的辐射。然而，积分的限制反投影变化的PI线，导致低的计算效率和差的并行性能。最近，一个帐篷BPF（T-BPF）已被提出，以提高计算效率，通过重新安排投影。但是，包含了消耗内存的数据重组过程。在此基础上，提出了选择带通滤波器（Chose-BPF，C-BPF）算法。该算法将投影导数反投影到x坐标小于源焦斑x坐标的点上，得到差分反投影。然后将有限希尔伯特逆应用于每个PI线段。C-BPF通过选择性反投影避免了积分极限变化的影响，且不需要额外的时间开销和内存开销。仿真实验和实际实验表明，C-BPF具有较高的重建效率。
2013-11-19 physics.med-ph
Advances in optical coherence tomography for dermatology
本文报道了光学相干断层扫描（OCT）在皮肤科的应用进展。全视场OCT是基于白光干涉显微术的一种特殊的OCT方法。FF-OCT通过用区域相机获取的干涉图像的算术组合并通过用低相干光照射整个视场来产生正面断层图像。FF-OCT的主要兴趣在于其在横向和轴向方向上的高成像空间分辨率（$\sim$ 1.0 $μ$ m），使用简单而稳健的实验装置。线场OCT（LF-OCT）是FF-OCT的最新发展，其使用宽带空间相干光源和干涉显微镜中的线扫描相机进行线照明和线检测。LF-OCT和FF-OCT在空间分辨率方面相似。由于通过线照明和检测实现的共焦门，LF-OCT在成像穿透深度方面比FF-OCT具有显著优势。使用FF-OCT的B扫描成像需要采集一堆正面图像，这通常会妨碍体内应用。使用LF-OCT的B扫描成像可以相当快，因为可以使用具有高得多的亮度的空间相干光源以及高速线阵相机。应用于皮肤病学领域，LF-OCT图像在细胞水平上揭示了体内皮肤组织的全面形态学映射，类似于组织学图像。
2018-04-05 physics.med-ph
Fast three-dimensional phase retrieval in propagation-based x-ray tomography
下面的论文描述了一种用于基于传播的X射线相位衬度层析成像（PB-CT）的多材料对象的三维（3D）重建的方法，该方法具有使用强度传输方程（TIE-Hom）的齐次形式的相位恢复。与执行个体投影的相位恢复的常规PB-CT算法不同，所描述的重建后相位恢复方法在3D中应用于CT重建体积的局部区域。我们证明通过数值模拟的准确性和噪声特性的方法在各种实验条件下，比较它与传统的吸收层析成像和二维（2D）TIE-Hom相位恢复应用到投影图像。结果表明，3D后重建方法一般实现了适度的改善，在现有的PB-CT方法的噪声抑制。它还表明，潜在的大的计算增益超过基于投影的相位检索多材料样品是可能的。特别地，将相位恢复约束到局部3D感兴趣区域降低了总体计算成本，并且消除了对样本内的每种材料的多次CT重建和全局2D相位恢复操作的需要。
2018-08-16 physics.med-ph
Deconvolution-Based Backproject-Filter (BPF) Computed Tomography Image Reconstruction Method Using Deep Learning Technique
对于传统的计算机断层成像（CT）图像重建任务，最流行的方法是所谓的滤波反投影（FBP）算法。在该算法中，Radon投影在反投影生成CT图像之前，通常先通过一个斜坡核进行滤波。相反，在这项工作中，我们首次使用深度学习技术实现了图像域反向投影滤波器（BPF）CT图像重建的想法。利用适当设计的卷积神经网络（CNN），初步结果表明，从高度模糊的反投影图像重建具有保持高空间分辨率和准确像素值的CT图像是可行的，即，层片此外，实验结果还表明，这种基于去卷积的CT图像重建网络具有降低CT图像噪声的潜力（最高可达20%），这表明患者辐射剂量可能会降低。由于这些优点，提出的基于CNN的图像域BPF型CT图像重建方案在生成高空间分辨率、低噪声CT图像方面为未来的临床应用提供了很好的前景。
2018-07-05 physics.med-ph
Primal-Dual UNet for Sparse View Cone Beam Computed Tomography Volume Reconstruction
University of Magdeburg（马格德堡大学）
在本文中，原始-双重UNet稀疏视图CT重建修改适用于锥束投影和执行重建的整个体积，而不是切片。实验结果表明，在仅使用23个投影的情况下，该方法的PSNR比直接FDK重建提高了10 dB，比改进的原始-对偶网络提高了近3dB。所提出的网络不是优化的wrt。存储器消耗或超参数，而仅仅用作概念的证明，并且限于低分辨率投影和体积。
2022-05-11 cs.CV cs.LG eess.IV
CT Data of a Pen-Spring: Application to Under-Sampled Dynamic X-ray Tomography
这是弹簧笔的计算机断层成像（CT）数据的文档。开放数据集可在https://zenodo.org/record/3266936#.XRyMdCZS9oA上获得，可自由用于科学目的，并适当引用数据和arxiv. org中的本文件。提供的数据集包括来自弹簧不同高度的单个2D切片的X射线正弦图（{ \tt finalSino}）。使用扇形射束几何结构，通过下采样和采集正弦曲线，从测量的10投影或100投影{ \tt正弦图}获得{ \tt finalSino}。数据集还包括那些原始测量的{ \tt正弦图}和相应的测量矩阵。
2019-07-03 eess.IV physics.med-ph
COBRA2026: a large-scale multicenter pelvic cone-beam computed tomography projection dataset
University of Bern（伯尔尼大学）；LMU Munich（慕尼黑大学）；University Hospital of Cologne（科隆大学医院）；University Medical Center Utrecht（乌得勒支大学医学中心）；Medical University of Graz（格拉茨医科大学）；Lund University（隆德大学）；Skåne University Hospital（斯卡奈大学医院）
COBRA2026数据集用于开发和评估放疗CBCT相关方法，含欧洲六个中心867名患者数据，经处理后分为训练、验证和测试集，支持多种研究，以特定许可发布并附代码，构成重建挑战基础。
2026-07-23 physics.med-ph
Simulation of Muon Tomography Projections to Image the Pyramids of Giza
本文通过几何模拟评估双平面 muon 探测器对吉萨大金字塔成像的能力，证明相邻两侧移动双探测器可覆盖足够 sinogram 空间并实现约 3 m 中心分辨率。
2024-02-27 eess.IV physics.med-ph
A constrained variable projection reconstruction method for photoacoustic computed tomography without accurate knowledge of transducer responses
光声计算机断层成像（PACT）是一种新兴的计算机成像模式，其利用光学对比度和超声检测原理来形成组织内吸收的光学能量密度的图像。当成像系统采用传统的压电超声换能器时，理想的光声（PA）信号在测量过程中会被换能器的声电脉冲响应（EIR）劣化。如果不考虑，这可能会降低重建图像的准确性。原则上，EIR对测量的PA信号的影响可以通过去卷积来改善;随后可以通过应用假设理想化EIR的重建方法来重建图像。可替代地，EIR的影响可以被并入成像模型中并且在重建期间被隐式地补偿。在任何一种情况下，校正的功效都可能受到假设EIR中的误差的限制。在这项工作中，联合优化方法PACT图像重建，提出了减轻错误的重建图像所造成的使用不准确的EIR。该方法利用成像模型的双线性性质，并试图在重建所寻求的吸收光学能量密度的过程中细化测量的EIR。计算机模拟和实验研究进行调查的方法的数值特性，并证明其价值，减轻图像失真和提高精细结构的可见性。
2015-05-27 physics.med-ph
BPF-type Region-of-interest Reconstruction for Parallel Translational Computed Tomography
最近，我们的团队提出了一种基于超低成本线性扫描的断层扫描架构。与线性断层合成类似，源和探测器沿相反方向平移，数据采集系统瞄准感兴趣区域（ROI）以采集用于图像重建的数据。这种断层成像结构被称为并行平移计算机断层成像（PTCT）。在我们以前的研究中，开发了滤波反投影（FBP）型算法来重建PTCT图像。然而，从截断投影重建的ROI图像具有严重的截断伪影。在本文中，我们提出了两个反投影滤波（BPF）型算法命名为MP-BPF和MZ-BPF的截断PTCT数据重建ROI图像。构造了一个权函数来处理多线性平移模式下的数据冗余。大量的数值模拟进行评估所提出的MP-BPF和MZ-BPF算法的PTCT在扇束几何形状。定性和定量的结果表明，所提出的BPF型算法不仅可以准确地重建ROI图像从截断投影，但也提供了高质量的图像为整个图像的支持，在某些情况下。
2016-10-19 physics.med-ph
A Sinogram Inpainting Method based on Generative Adversarial Network for Limited-angle Computed Tomography
有限角度计算机断层成像（CT）图像重建是CT领域中具有挑战性的重建问题。随着深度学习的发展，生成对抗网络（GAN）通过逼近训练样本数据的分布，在图像恢复中表现良好。在本文中，我们提出了一种有效的基于GAN的修复方法来恢复有限角度扫描丢失的正弦图数据。为了估计缺失数据，我们设计了patch-GAN的发生器和训练器，并对网络进行训练，以学习正弦图的数据分布。我们利用滤波反投影和全变分联合代数重建技术从恢复的正弦图中获得重建图像。实验结果表明，该方法能有效地减少因投影数据缺失而造成的严重伪影，有望解决60 °受限扫描角的重建问题。
2019-03-10 physics.med-ph
Real space iterative reconstruction for vector tomography (RESIRE-V)
本文提出了矢量断层成像的实空间迭代重建算法RESIRE-V，通过Radon变换、梯度下降和3D支撑约束实现3D矢量场重建，并成功应用于模拟和铁磁超晶格数据，揭示了拓扑磁缺陷。
2023-10-19 physics.med-ph
A Proton Computed Tomography Demonstrator for Stopping Power Measurements
粒子疗法是一种使用加速器产生的离子束治疗深层肿瘤的既定方法。对于治疗计划，患者体内相对阻止力（RSP）的精确知识至关重要。从X射线计算机断层成像（CT）测量值到RSP的转换误差会在所应用的剂量分布中引入不确定性。使用质子计算机断层成像（pCT）系统直接测量SP可能会增加治疗计划的准确性。研制了一种pCT演示器，它由双面硅条探测器（DSSD）作为跟踪器和塑料闪烁体板耦合到硅光电倍增器（SiPM）作为距离望远镜组成。在对测距望远镜进行了重大硬件升级后，在奥地利维也纳新城的MedAustron设施记录了铝楼梯体模的3D断层图像。总共采集了80个具有6.5x10^5个主要事件的投影，并用于重建体模中的RSP分布。在对体模内的粒子路径应用直线近似后，可以测量RSP分布的最可能值（MPV），精度为0.59%。由于投影和每个投影测量的事件数量有限，体模内的RSP分辨率仅为9.3%。
2021-06-24 physics.med-ph
Segmentation-Free X-ray Energy Spectrum Estimation for Computed Tomography Using Dual-Energy Material Decomposition
X射线能谱在计算机断层成像（CT）成像和相关任务中起着至关重要的作用。由于临床CT扫描仪的光子通量很高，大多数谱估计方法都是间接的，并且通常受到各种限制。在这项研究中，我们的目标是提供一种基于双能材料分解的无分段间接传输测量的能谱估计方法。该方法的一般原理是最小化多色前向投影和原始投影之间的二次误差，以校准一组未知的权重，该权重用于与一组模型光谱一起表示未知光谱。多色前向投影是使用材料特定的图像，这是使用双能量材料分解获得。该算法已被评估使用数值模拟，实验体模数据以及现实的患者数据。实验结果表明，该方法具有较好的鲁棒性。广泛的研究表明，该方法提供了准确的估计的CT频谱没有专用的物理体模和延长的工作流程。本文对CT剂量计算、伪影消除、多色图像重建和其他涉及光谱的CT应用具有一定的参考价值。
2017-06-09 physics.med-ph
Fast Mojette Transform for Discrete Tomography
本文提出了一种从一维投影图重建二维物体的新算法，该算法在计算上精确，在实验上实用。该算法对于NxN图像具有O（n log2 n）的计算复杂度，其中n = N^2，在存在噪声的情况下是鲁棒的，并且在重建过程中不产生伪影，如常规层析成像方法的情况。重建过程是近似自由的，因为对象被假定为离散的，并利用完全离散的Radon变换。通过在重建中引入冗余，可以进一步抑制投影数据中的噪声。可以控制精确重建所需的投影数量和对噪声的响应，而不包括算法的数字性质。数字投影是Mojette变换的投影，Mojette变换是离散线性图的一种形式。一个简单的分析映射的开发，这些投影精确地压缩成对称的周期性切片内的离散傅立叶变换。构造了一个新的数字角度集，它允许周期切片完全填充所有对象的离散傅立叶空间。提出了通过实验获得这些数字投影的技术，以实现快速和鲁棒的二维重建。
2010-06-10 cs.DM math.CO physics.med-ph
Examining an Image Reconstruction Method in Infrared Emission Tomography
本文提出并评价了一种新的层析图像重建方法--“模拟环境重建图像”（RISE）在红外层析成像中的应用。我们证明了光子发射断层扫描，广泛使用的穿透电离辐射的方法，适用于红外辐射。选择的方法RISE采用统计物理概念，并利用蒙特卡罗技术从红外平面投影构建成像对象。证明了红外发射断层扫描（IRET）方法的有效性，并评估了RISE的有效性，A）模拟数据和B）实验组的红外投影从热体模与红外摄像机。对于所呈现的模拟研究，使用公认的度量来评价用RISE和众所周知的代数重建技术（ART）和极大似然期望最大化（MLEM）方法获得的重建图像。
2019-03-15 physics.app-ph physics.comp-ph physics.med-ph
Quantum annealing-based computed tomography using variational approach for a real-number image reconstruction
本研究提出基于变分方法的量子退火CT重建算法，用每像素2个量子比特实现实数图像重建，在投影充足且低噪声时优于传统算法。
2024-02-08 physics.med-ph quant-ph
Field of View Extension in Computed Tomography Using Deep Learning Prior
Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学）
在计算机断层扫描（CT）中，数据截断是一个常见的问题。通过标准滤波反投影算法从截断数据重建的图像在视场（FOV）内遭受杯状伪影，而解剖结构在FOV外严重失真或缺失。深度学习，特别是U-Net，已被应用于扩展FOV作为后处理方法。由于图像到图像预测忽略了对测量的投影数据的数据保真度，因此即使在FOV内，也可能通过这种方法重建不正确的结构。因此，直接从后处理神经网络生成重建图像是不够的。在这项工作中，我们提出了一种数据一致性重建方法，该方法利用深度学习重建作为外推截断投影的先验知识，并使用传统的迭代重建来约束重建与测量的原始数据一致。在我们的研究中证明了其有效性，在FOV内实现了24 HU的小平均均方根误差，并且在测试患者的CT数据上对整个身体区域实现了0.993的高结构相似性指数。
2019-12-09 cs.CV eess.IV physics.med-ph
Convex optimization problem prototyping for image reconstruction in computed tomography with the Chambolle-Pock algorithm
University of Chicago（芝加哥大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文应用Chambolle-Pock原始-对偶算法于CT图像重建中的多种凸优化问题，通过显式推导多个相关问题的算法实例，展示了该算法在快速原型设计中的潜力，并以低强度X射线乳腺CT为例进行验证。
2012-03-08 cs.NA math.NA math.OC
Computed Tomography Reconstruction Algorithm Using Markov Random Field Model
The University of Tokyo（东京大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究机构）；The University of Electro-Communications（电气通信大学）
针对低剂量和稀疏视角CT成像，提出基于马尔可夫随机场模型的贝叶斯重建算法，通过最小化贝叶斯自由能估计超参数，实现优于滤波反投影的重建性能。
2026-09-21 cond-mat.dis-nn physics.data-an physics.med-ph
Digital confocal imaging in holographic optical coherence tomography at high space-bandwidth product
Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）
提出一种马赫-曾德尔配置的倾斜照明全场傅里叶域OCT系统，通过超定系统闭式解实现数字共聚焦重建，提升空间带宽积利用和分辨率，结合两类OCT优势。
2026-10-06 physics.app-ph physics.med-ph physics.optics
