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J-GLOBAL ID：202002242337020414   整理番号：20A0626756

画像誘導放射線治療のための非局所全変動正則化を用いた解析的低線量CBCT再構成【JST・京大機械翻訳】

Analytical Low-Dose CBCT Reconstruction Using Non-local Total Variation Regularization for Image Guided Radiation Therapy

著者 (7件)： Sohn James J. (Department of Radiation Oncology, Emory University, Atlanta, Georgia) ,  Kim Changsoo (Department of Radiological Science, The Catholic University of Pusan, Busan, South Korea) ,  Kim Dong Hyun (Department of Radiological Science, The Catholic University of Pusan, Busan, South Korea) ,  Lee Seu-Ran (Department of Biomedical Engineering, The Catholic University of Korea, Seoul, South Korea) ,  Zhou Jun (Department of Radiation Oncology, Emory University, Atlanta, Georgia) ,  Yang Xiaofeng (Department of Radiation Oncology, Emory University, Atlanta, Georgia) ,  Liu Tian (Department of Radiation Oncology, Emory University, Atlanta, Georgia)
資料名： Frontiers in Oncology (Web)  (Frontiers in Oncology (Web))
巻： 10  ページ： 242  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7089A  ISSN： 2234-943X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 目的:従来の反復低線量CBCT再構成技術は遅く,画像ペナルティ勾配の一様な重みづけを通して過剰に滑らかなエッジに向かう傾向がある。本研究では,非局所全変動(NLTV)法による雑音低線量CBCT投影を復元することにより,非反復解析的低線量CBCT再構成技術を提示した。方法:低線量,高線量CBCT X線投影(100kVp,1.6mAs)を低線量,雑音性CBCT X線投影(100kVp,0.1mAs)から回復させて,低線量CBCT再構成をモデル化した。CBCT投影の回復はNLTV正則化法を用いて行った。NLTVにおいて,X線画像は,雑音のあるX線投影と雑音除去X線投影の間の画素の対の間のグレイレベル差を最小化するエネルギー関数を最小化することによって最適化される。雑音投影をNLTV正則化により復元した後,標準FDK法を適用して最終再構成出力を生成した。結果:高用量CBCT投影に匹敵する画像品質を維持しながら,元の雑音入力と比較して有意な雑音低減が達成された。実験的検証により,提案したNLTVアルゴリズムは,X線投影画像の雑音レベルをロバストに復元することができ,一方,全体画像品質を著しく改善することができることを示した。正規化平均二乗誤差(NMSE)とピーク信号対雑音比(PSNR)の改善は,非局所全変動勾配投影(NRTL-GPSR)アルゴリズムから測定され,非補正低線量CBCT画像のそれと比較して顕著である。さらに,提案したアルゴリズムからの利得からのCNRの差は顕著で,高用量CBCTに匹敵した。結論:提案した方法は,雑音劣化,低線量CBCT投影を高線量投影品質に成功裏に回復させた。そのような結果は,FDKベースの方法と比較して,再構成結果へのかなりの改善である。さらに,再構成時間の著しい減少は,提案したアルゴリズムをより魅力的にする。これは,放射線療法における臨床診療のために提案したアルゴリズムの潜在的使用を実証する。Copyright 2020 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 画質 ,  X線画像 ,  ロバスト性 ,  アルゴリズム ,  *正則化 ,  正規化 ,  利得 ,  画素 ,  放射線療法 ,  雑音除去 ,  *放射線量 ,  最適化 ,  雑音 ,  ペナルティ ,  品質

著者キーワード (5件)： 低用量CBCT ,  非局所全変動 ,  圧縮センシング ,  画像再構成 ,  画像誘導放射線治療(IGRT)

分類 (3件)： 免疫反応一般  (ED03010T) ,  腫ようの放射線療法  (GE03034K) ,  腫ようの化学・生化学・病理学  (GE02030N)

引用文献 (18件)：

• Sonke JJ, Rossi M, Wolthaus J, van Herk M, Damen E, Belderbos J. Frameless stereotactic body radiotherapy for lung cancer using four-dimensional cone beam CT guidance. Int J Radiat Oncol Biol Phys. (2009) 74:567-74. doi: 10.1016/j.ijrobp.2008.08.004
• Yan D, Vicini F, Wong J, Martinez A. Adaptive radiation therapy. Phys Med Biol. (1997) 42:123-32. doi: 10.1088/0031-9155/42/1/008
• Park JC, Song B, Kim JS, Park SH, Kim HK, Liu Z, et al. Fast compressed sensing-based CBCT reconstruction using Barzilai-Borwein formulation for application to on-line IGRT. Med Phys. (2012) 39:1207-17. doi: 10.1118/1.3679865
• Park JC, Zhang H, Chen Y, Fan Q, Kahler DL, Liu C, et al. Priori mask guided image reconstruction (p-MGIR) for ultra-low dose cone-beam computed tomography. Phys Med Biol. (2015) 60:8505-24. doi: 10.1088/0031-9155/60/21/8505
• Strauss KJ, Kaste SC. The ALARA (as low as reasonably achievable) concept in pediatric interventional and fluoroscopic imaging: striving to keep radiation doses as low as possible during fluoroscopy of pediatric patients-a white paper executive summary. Pediatr Radiol. (2006) 36:110-2. doi: 10.1007/s00247-006-0184-4

タイトルに関連する用語 (7件)： 画像誘導放射線治療 ,  全変動 ,  正則化 ,  解析 ,  低線量 ,  CBCT ,  再構成