Computed tomography (CT) provides highly detailed three-dimensional (3D) medical images but is costly, time-consuming, and often inaccessible in intraoperative settings (Organization et al. 2011). Recent advancements have explored reconstructing 3D chest volumes from sparse 2D X-rays, such as single-view or orthogonal double-view images. However, current models tend to process 2D images in a planar manner, prioritizing visual realism over structural accuracy. In this work, we introduce DuoLift Generative Adversarial Networks (DuoLift-GAN), a novel architecture with dual branches that independently elevate 2D images and their features into 3D representations. These 3D outputs are merged into a unified 3D feature map and decoded into a complete 3D chest volume, enabling richer 3D information capture. We also present a masked loss function that directs reconstruction towards critical anatomical regions, improving structural accuracy and visual quality. This paper demonstrates that DuoLift-GAN significantly enhances reconstruction accuracy while achieving superior visual realism compared to existing methods.


翻译:计算机断层扫描(CT)能提供高度精细的三维(3D)医学图像,但其成本高昂、耗时较长,且在术中环境中往往难以获取(Organization等人,2011)。近期研究探索了从稀疏二维(2D)X射线(如单视角或正交双视角图像)重建3D胸部容积的方法。然而,现有模型倾向于以平面方式处理2D图像,将视觉逼真度置于结构准确性之上。本文提出DuoLift生成对抗网络(DuoLift-GAN),该新颖架构采用双分支结构,可分别将2D图像及其特征提升至3D表示。这些3D输出被融合为统一的3D特征图,并解码为完整的3D胸部容积,从而实现对更丰富3D信息的捕获。我们还提出一种掩码损失函数,可将重建过程导向关键解剖区域,以提升结构准确性与视觉质量。本文证明,相较于现有方法,DuoLift-GAN在实现卓越视觉逼真度的同时,能显著提高重建精度。

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