电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年8月19日
(v1)
,最后修订 2025年8月21日 (此版本, v3)]
标题: 基于扩散模型的心脏容积重建潜在插值学习
标题: Latent Interpolation Learning Using Diffusion Models for Cardiac Volume Reconstruction
摘要: 心脏磁共振(CMR)成像是诊断和管理心血管疾病的重要工具,但其效用通常受到二维短轴切片稀疏采集的限制,导致体积信息不完整。 从这些稀疏切片中准确进行三维重建对于全面的心脏评估至关重要,但现有方法面临诸多挑战,包括依赖于预定义的插值方案(例如线性或球形),计算效率低下,以及对额外语义输入的依赖,如分割标签或运动数据。 为解决这些限制,我们提出了一种名为心脏潜在插值扩散(CaLID)的新框架,该框架引入了三个关键创新。 首先,我们提出了一种基于扩散模型的数据驱动插值方案,可以捕捉稀疏切片之间的复杂非线性关系,从而提高重建准确性。 其次,我们设计了一种计算效率高的方法,在潜在空间中运行,并将三维全心上采样时间加快了24倍,与之前的方法相比减少了计算开销。 第三,仅以稀疏的二维CMR图像作为输入,我们的方法在基线方法中实现了最先进的性能,消除了对辅助输入(如形态学指导)的需求,从而简化了工作流程。 我们进一步将该方法扩展到二维+T数据,使时空动态的有效建模成为可能,并确保时间一致性。 广泛的体积评估和下游分割任务表明,CaLID实现了优越的重建质量和效率。 通过解决现有方法的基本限制,我们的框架推进了时空全心重建的最先进水平,为心血管成像提供了一种强大且临床实用的解决方案。
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