arXiv cs.AI· Alzahra Altalib, Chunhui Li, Alessandro Perelli·· 13 小时前AI 评分29
EPC-RawDC：结合等变物理约束与原始数据一致性的 3D 扩散模型用于 CBCT 到 CT 图像合成
EPC-RawDC: Equivariant Physics Constrained 3D Diffusion with Raw Data Consistency for CBCT to CT Image Synthesis
AI 导读
EPC-RawDC 是一个条件 3D 潜扩散框架，通过几何等变投影约束和原始数据一致性两项物理约束实现 CBCT 到 CT 合成。在两个独立临床队列上 SSIM 均达 0.97，PSNR 较 DDPM 在 SynthRAD2025 和 JUST 上分别提升 2.66 dB 和 2.10 dB，平均 MAE 分别降低 20.3% 和 19.0%。
正文 · AI 翻译
摘要：锥形束计算机断层扫描（CBCT）广泛用于图像引导和自适应放疗，但散射、噪声、重建伪影以及不准确的 Hounsfield 单位限制了其定量应用。近期用于 CBCT 到 CT 合成的扩散方法在很大程度上仍由图像驱动，对底层采集物理的利用有限。我们提出 EPC-RawDC，一种条件 3D 潜在扩散框架，它将体生成建模与源自同一扫描仪特定 CBCT 前向模型的两个互补约束相结合。第一，几何等变投影约束利用 CBCT 前向算子的旋转等变性，通过相应变换后的参考投影对合成 CT 进行监督。第二，原始数据一致性在训练期间将单次采集的含噪投影测量用作扫描特定监督。该框架在两个具有不同扫描仪几何结构和投影来源的独立临床队列上进行了评估。对于 JUST，物理约束使用由 Elekta 系统采集的实测临床原始 CBCT 投影，而对于 SynthRAD2025，投影数据则使用 Varian 几何结构并基于泊松光子统计从参考 CT 模拟得到。EPC-RawDC 在两个队列中均达到 0.97 的 SSIM，并在 SynthRAD2025 和 JUST 上分别将 PSNR 较 DDPM 提升 2.66 dB 和 2.10 dB，同时将平均 MAE 分别降低 20.3% 和 19.0%。在 SynthRAD2025 上，投影一致性和等变误差相对 DDPM 分别降低 55.0% 和 41.4%。这些结果表明，将体扩散先验与扫描仪几何结构和扫描特定投影测量相结合，可在模拟和实测投影域中改善定量 CBCT 到 CT 合成。代码将在发表后发布于 此 https URL。
| 评论： | 10 页，4 幅图，8 张表 |
| 主题： | 计算机视觉与模式识别（cs.CV）；人工智能（cs.AI）；医学物理（physics.med-ph） |
| MSC 分类号： | 68T07 |
| ACM 分类号： | J.2 |
| 引用为： | arXiv:2610.40046 [cs.CV] |
| （或 arXiv:2610.40046v1 [cs.CV] 用于此版本） | |
| https://doi.org/10.48550/arXiv.2610.40046 arXiv 颁发的 DOI 通过 DataCite |
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来自：Alessandro Perelli [查看电子邮件]
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2026 年 10 月 29 日星期四 13:42:56 UTC（3,685 KB）
来源：arXiv cs.AI · arxiv.org