Fully convolutional networks have become the backbone of modern medical imaging due to their ability to learn multi-scale representations and perform end-to-end inference. Yet their potential for slice-to-volume reconstruction (SVR), the task of jointly estimating 3D anatomy and slice poses from misaligned 2D acquisitions, remains underexplored. We introduce a fast convolutional framework that fuses multiple orthogonal 2D slice stacks to recover coherent 3D structure and refines slice alignment through lightweight model-based optimization. Applied to fetal brain MRI, our approach reconstructs high-quality 3D volumes in under 10s, with 1s slice registration and accuracy on par with state-of-the-art iterative SVR pipelines, offering more than speedup. The framework uses non-rigid displacement fields to represent transformations, generalizing to other SVR problems like fetal body and placental MRI. Additionally, the fast inference time paves the way for real-time, scanner-side volumetric feedback during MRI acquisition.


翻译:全卷积网络因其能够学习多尺度表示并执行端到端推理,已成为现代医学影像的支柱。然而,其在切片到体积重建任务中的潜力——即从错位的二维采集中联合估计三维解剖结构和切片姿态——仍未得到充分探索。我们引入了一种快速卷积框架,该框架融合多个正交的二维切片堆叠以恢复连贯的三维结构,并通过轻量级的基于模型优化来细化切片对齐。应用于胎儿脑部MRI时,我们的方法在10秒内重建出高质量的三维体积,其中切片配准仅需1秒,且精度与最先进的迭代式SVR流程相当,同时实现了超过数量级的加速。该框架使用非刚性位移场来表示变换,可推广至其他SVR问题,如胎儿身体和胎盘MRI。此外,快速的推理时间为MRI采集过程中实现实时的、扫描仪端的体积反馈铺平了道路。

0
下载
关闭预览

相关内容

深度学习的多视角三维重建技术综述
专知会员服务
24+阅读 · 2025年6月7日
深度学习背景下的图像三维重建技术进展综述
专知会员服务
40+阅读 · 2023年9月4日
快速卷积算法的综述研究
专知会员服务
27+阅读 · 2021年10月25日
专知会员服务
57+阅读 · 2021年9月22日
专知会员服务
23+阅读 · 2021年7月15日
专知会员服务
56+阅读 · 2021年4月4日
牛逼哄哄的图卷积神经网络将带来哪些机遇?
计算机视觉life
49+阅读 · 2019年3月25日
SkeletonNet:完整的人体三维位姿重建方法
计算机视觉life
21+阅读 · 2019年1月21日
SFFAI报告 | 常建龙 :深度卷积网络中的卷积算子研究进展
人工智能前沿讲习班
11+阅读 · 2018年10月22日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
7+阅读 · 7月28日
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
5+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
9+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
12+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
10+阅读 · 7月26日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员