저순위 행렬 분해를 이용한 시네 콘빔 CT 재구성: 알고리즘과 원리 증명 연구

호흡에 연관된 CBCT, 일반적으로 4DCBCT라고 불리는, 호흡 단계에 따라 구분된 CBCT 이미지를 제공합니다. 전형적인 4DCBCT는 한 호흡 주기에 대한 평균적인 환자 이미지를 나타내며, 네 번째 차원은 시간 대신 호흡 단계입니다. 많은 임상 응용에서, 네 번째 차원이 시간인 실제 4DCBCT를 확보하는 것이 바람직하며, 즉 각 구성 요소 CBCT 이미지는 순간적인 투영에 해당합니다. 이론상으로는 단일 투영으로 CBCT 이미지를 재구성하는 것은 불가능합니다. 그러나 4DCBCT 스캔의 모든 구성 요소 CBCT 이미지가 많은 중복 정보를 공유한다면, 이들의 희소성과 일관성/중복성을 탐구하여 이러한 이미지를 잘 재구성할 수 있을 것입니다. 비록 이 CBCT 이미지들이 완전히 시간 해상도가 있는 것은 아니지만, 환자 해부학의 지역적 및 전반적인 시간적 일관성을 자동으로 활용할 수 있으며, 기존의 4DCBCT보다 환자 기하학의 시간적 변동 정보를 훨씬 더 포함하고 있습니다. 우리는 이 연구에서 저순위 근사에 기반하여, 시네-CBCT라고 하는 이러한 유형의 준시간 해상형 CBCT의 재구성을 위한 계산 모델과 알고리즘을 제안하며, 이 시네-CBCT 이미지에서 느린 변동, 주기성 또는 반복과 같은 기저 시간적 일관성을 지역적이고 전반적으로 활용할 수 있습니다.