Computed tomography (CT) has been used worldwide for decades as one of the most important non-invasive tests in assisting diagnosis. However, the ionizing nature of X-ray exposure raises concerns about potential health risks such as cancer. The desire for lower radiation dose has driven researchers to improve the reconstruction quality, especially by removing noise and artifacts. Although previous studies on low-dose computed tomography (LDCT) denoising have demonstrated the effectiveness of learning-based methods, most of them were developed on the simulated data collected using Radon transform. However, the real-world scenario significantly differs from the simulation domain, and the joint optimization of denoising with modern CT image reconstruction pipeline is still missing. In this paper, for the commercially available third-generation multi-slice spiral CT scanners, we propose a two-stage method that better exploits the complete reconstruction pipeline for LDCT denoising across different domains. Our method makes good use of the high redundancy of both the multi-slice projections and the volumetric reconstructions while avoiding the collapse of information in conventional cascaded frameworks. The dedicated design also provides a clearer interpretation of the workflow. Through extensive evaluations, we demonstrate its superior performance against state-of-the-art methods.


翻译:CT(计算机体层成像)是一种最重要的无创诊断测试之一,数十年来一直被广泛使用。然而,X射线曝光的电离性质引发了人们对潜在健康风险(如癌症)的担忧。低剂量CT的应用需求引发了研究人员的注意,他们尤其关注改进重建质量,特别是去除噪声和伪影。尽管以往关于低剂量CT去噪的学习方法已经证明了它们的有效性,但大多数方法都是基于利用Radon变换收集的模拟数据。然而,与模拟域相比,实际情景显著有所不同,而对于基于现代CT图像重建管道的去噪联合优化仍然缺失。在本文中,针对商用的第三代多层螺旋CT扫描仪,我们提出了一种更好地利用不同域的LDCT去噪的两阶段方法。我们的方法充分利用了多层投影和体积重建的高冗余性,同时避免了传统级联框架中的信息崩溃。专门的设计还提供了更清晰的工作流解释。通过广泛的评估,我们证明了其在表现上优于现有的先进方法。

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