論文の概要: Multi-Stage NeRF for Efficient 3D Coronary Artery Reconstruction from Two Narrow-Angle Angiographic Projections
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.15550v1
- Date: Mon, 14 Sep 2026 13:34:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 07:15:06.413129
- Title: Multi-Stage NeRF for Efficient 3D Coronary Artery Reconstruction from Two Narrow-Angle Angiographic Projections
- Title(参考訳): Narrow-Angle Angiography を用いた高能率3次元冠動脈再建術における多段階NeRFの有用性
- Abstract要約: 既存の学習に基づく2D-to-3D再構成手法では、広い角度のカバレッジや複数のビューが必要である。
NeCA++は、臨床的に現実的な取得制約に合わせた多段階の自己教師型神経放射野フレームワークである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 44.06670146334926
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: X-ray coronary angiography is the clinical gold standard for coronary artery disease during real-time cardiac interventions, but provides only 2D projections of inherently 3D vessels. Existing learning-based 2D-to-3D reconstruction methods typically require wide angular coverage or multiple views, assumptions that are rarely satisfied in routine practice where only two projections with narrow angular separation are available. To address these challenges, we propose NeCA++, a multi-stage self-supervised neural radiance field (NeRF) framework tailored to clinically realistic acquisition constraints. The framework decomposes reconstruction into two stages that progressively refine spatial support and representation capacity. In the first stage, a coarse 3D representation of the vasculature is reconstructed, restricting the subsequent optimisation to regions with a higher likelihood of vessel presence, termed an active region. Afterward reconstruction is restricted to this region while higher-resolution representations are progressively activated to recover fine vascular details. This multi-stage strategy focuses learning on anatomically plausible regions, mitigates gradient dilution under extreme sparsity, and stabilises global topology before recovering fine vascular branches. Furthermore, two vessel-specific regularisations are introduced: a ray-aligned constraint to reduce projection-induced ambiguity, and a bimodal density penalty to enable early vessel-background separation. Extensive experiments across three datasets (ImageCAS, ASOCA, and Synthetic RCA) and four angular configurations demonstrate consistent superiority over state-of-the-art baselines, particularly under clinically realistic narrow-angle settings, while achieving reconstruction within 58 seconds per case.
- Abstract(参考訳): X線冠動脈造影は、リアルタイム心臓手術における冠動脈疾患の臨床標準となるが、本来は3D血管の2Dプロジェクションのみを提供する。
既存の学習ベースの2D-to-3D再構成法では、狭角分離の2つの射影しか持たない日常的な慣行で満たされることの少ない、広い角度のカバレッジや複数の視点を必要とするのが一般的である。
これらの課題に対処するために,臨床的に現実的な獲得制約に適合した多段階自己教師型ニューラルネットワーク(NeRF)フレームワークであるNeCA++を提案する。
このフレームワークは、空間的支持と表現能力を段階的に洗練する2つのステージに再構成を分解する。
第1段階では、血管の粗い3D表現が再構成され、その後の血管の存在率の高い領域への最適化がアクティブな領域と呼ばれるように制限される。
その後の再建はこの地域に限られ、高解像度の表現は徐々に活性化され細血管の細部が回復する。
この多段階戦略は、解剖学的に可塑性領域を学習し、極端な間隔で勾配の希釈を緩和し、微細な血管枝を回復する前にグローバルなトポロジーを安定化させる。
さらに、射影によるあいまいさを軽減するための光線整列制約と、初期の容器と背景の分離を可能にするバイモーダル密度のペナルティという2つの容器固有の規則が導入された。
3つのデータセット(ImageCAS, ASOCA, およびSynthetic RCA)と4つの角配置の広範囲にわたる実験は、最先端のベースライン、特に臨床的に現実的な狭角設定下では、一貫した優位性を示した。
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