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Contrast enhanced tomographic reconstruction of vascular blood flow based on the Navier-Stokes equation

Authors :
Monica Sigovan
Bruno Sixou
Loic Boussel
Imagerie Tomographique et Radiothérapie
Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS)
Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Modeling & analysis for medical imaging and Diagnosis (MYRIAD)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Inverse Problems in Science and Engineering, Inverse Problems in Science and Engineering, Taylor & Francis, 2020, 28 (9), pp.1287-1306. ⟨10.1080/17415977.2020.1724108⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; In this work, we study the reconstruction of blood velocity with contrast enhanced computed tomography with tomographic projections perpendicular to the main flow field direction. The inverse problem is regularized with a convection-diffusion partial differential equation and with the Navier-Stokes equation. The velocity field is reconstructed together with the density field with a first-order adjoint method. The method is validated on a simple phantom. The addition of a physical constraint with a partial differential equation for the velocity field improves the reconstruction results.

Details

Language :
English
ISSN :
17415977 and 17415985
Database :
OpenAIRE
Journal :
Inverse Problems in Science and Engineering, Inverse Problems in Science and Engineering, Taylor & Francis, 2020, 28 (9), pp.1287-1306. ⟨10.1080/17415977.2020.1724108⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....634486eea059b4d32168832d5159fda5
Full Text :
https://doi.org/10.1080/17415977.2020.1724108⟩