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Lotus周六,周日,周一更新放射学前沿
全文字数6753字,阅读需要3min。
CT是快速发展的最重要的医学影像诊断手段之一。
2023年发表在Tomography的文章通过广泛的文献调查,研究三维深度学习在计算机断层扫描重建中的应用。
具体而言回答了以下2问题:
当前计算机断层扫描重建中的3D深度学习有哪些先进方法?
有哪些数据集可用于训练和验证计算机断层扫描重建中的三维深度学习?
Lotus将会为各位读者带来含有Lotus查阅了大量资料的,
关于这篇CT重建算法的综述的系列文献解读:
我们今天来把原文中摘选的60条经典参考文献以及主要结论进行翻译
在翻译的过程中,Lotus发现原文有一些问题,均进行了调整。
原文列出来的文章当中,有2篇重复,实际上表格列的只有58篇。
重复的两篇分别是
原文的P27和P31,使用的均为本推送中的Ref27
原文的P30和P58,使用的均为本推送中的Ref32
所以Lotus去掉了原文的第32行(P31)和第59行(P58),
将这两行与原文的第28行和第30行进行了合并。
注明:
最后的ref后面的数字对应本推送末尾的参考文献,
如果有感兴趣的朋友可以对应去相应数据库进行进一步的阅读。
| 作者 | 方法 | 人群 | 表现 | 国家 | 年 | 数据库 | ref |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Setio | ConvNet | CT | 每次扫描出现1个和4个假阳性率分别为 85.4%和90.1% | 德国 | 2016 | IEEE | R1 |
| Li, Meng | 3D ECNN | CT | PSNR = 29.3087, SSIM = 0.8529 | 美国 | 2018 | Springer | R2 |
| Wang | 3D CNN | HRCT | 84.0% accuracy, 88.5% sensitivity, 80.1% specificity, AUC 89.2% | 中国 | 2018 | pubmed | R3 |
| Gruetzema | DNN | CT | 检测率(detection rate)89.29% , 94.21% sensitivity, 每次扫描出现1.789个假阳性 | 美国 | 2018 | academic.oup | R4 |
| Gu, Yu | 3D CNN | CT | 87.94% sensitivity, 每次扫描出现4个假阳性率为92.93% | 中国 | 2018 | Elsevier | R5 |
| Ren, Xuhua | 3D CNN | CT | 更高的分割正确率(DC: 0.58–0.71, 95HD: 2.23–2.81 mm) | 中国 | 2018 | Wiley | R6 |
| Gupta H | CNN | CT | 气胸检测灵敏度(sensitivity)高(100%),特异性(specificity)强(82.5%)。 | 美国 | 2018 | IEEE | R7 |
| Li, Xiang | CNN | CT | 在重建27.02dB的重建数据上可以减少50%的训练时间 | 瑞士 | 2019 | Elsevier | R8 |
| Uthoff | CNN | CT | 【Lotus:觉得这篇应该不符合标准,这是一篇组学模型文章】肺结节识别模型100% sensitivity,96% specificity | 瑞士 | 2019 | Elsevier | R9 |
| Annarumma | CNN | X光 | sensitivity 71%, specificity 95%, PPV 73%, and NPV 94% | 瑞士 | 2019 | RSNA | R10 |
| Lee H | DLIR | CT | 降低67%辐射剂量实现诊断非劣效性 | 韩国 | 2019 | Springer | R11 |
| Jung, Woojin | DNN-MPRAGE | MRI | 减少38%的重建时间 | 韩国 | 2022 | Springer | R12 |
| Jiang, Chenyu | DLIR | CT | 与 ASIR-V 相比,DLIR-H 明显改善了图像质量、噪声和纹理。DLIR-L 和 DLIR-M 的去噪效果相当。 | 中国 | 2022 | Springer | R13 |
| Sato, Mineka | DLIR | CT | DLIR 大大降低了图像噪声,提高了 CNR、血管清晰度和整体图像质量 | 日本 | 2022 | Springer | R14 |
| Park, Sungeun | DLIR | CT | 与MBIR相比,在肝脏诊断上降低67%辐射剂量实现诊断非劣效性 | 韩国 | 2022 | Springer | R15 |
| Higaki, Toru | DLR | CT | 与MBIR相比,在肝脏诊断上降低67%辐射剂量实现诊断非劣效性 | 日本 | 2020 | MDPI | R16 |
| Singh, Satya P | 3D CNN | MRI | 讨论3D CNN和深度学习模型在医学成像中的挑战和未来趋势。 | 日本 | 2020 | MDPI | R17 |
| Lenfant, Marc | 3D CNN | CT | 青光眼和健康眼在内部和外部验证集上为99.6%和91.0% | 日本 | 2019 | MDPI | R18 |
| Zhang J | EDLF-CGAN | CT | 与传统算法相比,EDLF-CGAN 显示出卓越的 SR 重建效果 | 中国 | 2020 | IEEE | R19 |
| Liang, C-H | CNN | X线 | 76.6% sensitivity, 88.68% specificity | 中国 | 2020 | Elsevier | R20 |
| Wang, Ge | cycleGAN | CT | 断层成像的深度学习算法是数据驱动的,必须不断发展以适应新的数据源。 | 美国 | 2020 | Nature | R21 |
| Fu J | DLFBP | CT | 建议的框架可提高成像质量,加快处理 | 中国 | 2020 | IEEE | R22 |
| Jiao F | iBP-Net | CT | 实验验证了iBP-Net的CT重建效率 | 中国 | 2020 | IEEE | R23 |
| Ichikawa | CNN | CT | 深度学习方法在从 CT 扫描图像估算体重方面显示出了临床上可接受的准确性。 | 中国 | 2020 | Springer | R24 |
| Oostveen | DLR | CT | DLR 显示出卓越的图像质量和更短的重建时间 | 荷兰 | 2020 | Springer | R25 |
| McLeavy | DL | CT | 人工智能和超级计算机技术实现高图像质量和低辐射剂量 | 荷兰 | 2021 | Elsevier | R26 |
| Zeng | CNN | CT | 与 SDCTHIR 和 LDCTHIR 相比,LDCTDL 显示出更低的噪声、更高的 SNR 和 CNR,同时保持了图像质量。73.5% sensitivity和 82.4% specificity | 中国 | 2021 | Elsevier | R27 |
| Verhelst | CNN | CT | AI 和 RAI 的 IoU 分别为 94.6% 和 94.4%。 | 比利时 | 2021 | Elsevier | R28 |
| Aggarwal | DL | CT | DL 算法在识别各种疾病方面具有很高的诊断准确性。 | 英国 | 2021 | Nature | R29 |
| Han XF | CNN | CT | 所开发的深度学习网络能够对三维骨骼模型进行高精度估算。 | 中国 | 2021 | IEEE | R30 |
| Jiang, Hao | CycleGAN | CT | 在使用合成和真实 CT 图像进行COVID-19分类时,深度学习模型显示出出色的accuracy, precision, recall和F1分数。 | 中国 | 2021 | Elsevier | R31 |
| Hsu, Ko-Tsung | GAN | CT | 尽管重建时间较长,但基于模型的学习方法优于其他方法。 | 美国 | 2021 | Elsevier | R32 |
| Leuschner | CNN | CT | 在低剂量和稀疏角度CT应用中,基于深度学习的方法持续改善了重建质量指标。 | 德国 | 2021 | MDPI | R33 |
| Matsuura M | CNN | CT | 在提高 CT 图像质量方面,特征感知DL方法优于传统的FBP和标准MBIR技术。 | 日本 | 2020 | IEEE | R34 |
| Capps M | D-bar | CT | 所提出的方法在代表心脏和肺部的模拟和实验数据上进行了评估。 | 美国 | 2020 | IEEE | R35 |
| He J | DSigNet | CT | 临床患者数据用于证明DSigNet在实现精确CT图像重建方面的有效性。 | 中国 | 2021 | IEEE | R36 |
| Ding Q | CNN | CT | 我们利用模拟数据和真实数据对所提方法的有效性进行了评估。 | 新加坡 | 2021 | IEEE | R37 |
| Benz | DLIR | CT | DLIR可将CCTA辐射剂量降低43%,而对准确性的影响却微乎其微。 | 瑞士 | 2022 | Springer | R38 |
| Hammernik | DL | CT | 与现有的非线性滤波方法相比,该方法取得了更优越的去除应力效果。 | 澳大利亚 | 2017 | Springer | R39 |
| Noda | DLIR | CT | DLIR提高了图像质量,降低了IC测量差异,这表明它对胰腺双能CT 有潜在的益处。 | 日本 | 2022 | Springer | R40 |
| De Santis | DLIR | CT | DLIR_M的客观质量与ASiR-V80%和90%相比,更胜一筹。 | 意大利 | 2023 | Springer | R41 |
| Kim | DLIR | CT | 与 ASIR-V 相比,DLIR 在更高强度水平上降低了噪声,提高了对比度-噪声比。 | 韩国 | 2021 | Springer | R42 |
| Thapaliya | DL | CT | 所有DL算法在尿路结石诊断一致性良好。 | 美国 | 2022 | Springer | R43 |
| Greffier | DL | CT | AI重建算法降低图像噪声 | 法国 | 2023 | Springer | R44 |
| Kuo, C | CNN | CT | Dice coefficient 91.57%,MioU 为 89.43%,像素精度(pixel accuracy)为 99.75%。 | 中国 | 2022 | MDPI | R45 |
| Lenfant | DLR | CT | 有效剂量随着电子管电压的降低而降低(120 kVp为 1.5 mSv,100 kVp为1.1 mSv,80 kVp为0.68 mSv)。 | 法国 | 2022 | MDPI | R46 |
| Hu D | DEAR | CBCT | 使用从商用扫描仪获取的锥形束乳腺CT数据集对DEAR网络的性能进行了评估。 | 美国 | 2020 | IEEE | R47 |
| Xie H | PWLS | CT | 我们利用十名患者的临床 SDCT和模拟LDCT扫描结果,证明了所提出方法的有效性。 | 美国 | 2022 | IEEE | R48 |
| Park HS | wGAN | CT | 机器学习方法wGAN的图像质量优于FBP。 | 澳大利亚 | 2020 | Springer | R49 |
| Thaler | U-Net | CT | U-Net性能最佳,MAE 最低,PSNR 最高,SSIM 最高。 | 日本 | 2018 | Springer | R50 |
| Koike | DLIR | CT | 与hybrid-IR相比,DLIR的使用大大降低了图像噪声,提高了胰腺 LDCT图像的质量。 | 日本 | 2022 | Springer | R51 |
| Noda | DLR | CT | 就图像噪声而言,在肝动脉期和平衡期,LD DLR和LD MBIR图像优于MBIR SD hybrid-IR图像。 | 日本 | 2022 | Springer | R52 |
| Nakamura | DLIR | CT | DLIR 以小于 50% 的辐射剂量获得了与上腹部胸部 CT 相当的图像质量。 | 韩国 | 2021 | Springer | R53 |
| Nam | DLIR | CT | 在上腹部扫描中,与迭代重建直接比较,DLIR图像质量相似,辐射剂量更低。 | 韩国 | 2021 | Springer | R54 |
| Shin | 3D DPI | CT | 成功观测完整小鼠肺呼气时的三维肺泡单元并测量肺泡直径。 | 韩国 | 2021 | Nature | R55 |
| Zeng Y | VAE | CT | VAE模型的灵敏度(sensitivity)为 79.2%,特异度(specificity)为 72.7%,准确度(accuracy)为 77.1%,F1分数为 0.667,AUROC 为 0.801。 | 韩国 | 2023 | Nature | R56 |
| Shiode | CNN | X线 | 3D bone model能够有效的从腕关节的X光片中重建得到3D的腕关节图像。 | 日本 | 2021 | Nature | R57 |
| Bornet | DLR | CT | 与MBIR图像相比,DLR的图像噪明显更低,CNR也更高。 | 法国 | 2022 | Springer | R58 |



(未完待续)
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