Treffer: X-ray simulations with gVXR in education, digital twining, experiment planning, and data analysis

Title:
X-ray simulations with gVXR in education, digital twining, experiment planning, and data analysis
Authors:
Vidal, Franck, Afshari, Shaghayegh, Ahmed, Sharif, Albiol, Alberto, Albiol, Francisco, Béchet, Éric, Bellot, Alberto Corbí, Bosse, Stefan, Burkhard, Simon, Chahid, Younes, Chou, Cheng-Ying, Culver, Robert, Desbarats, Pascal, Dixon, Lewis, Friemann, Johan, Garbout, Amin, García-Lorenzo, Marcos, Giovannelli, Jean-François, Hanna, Ross, Hatton, Clémentine, Henry, Audrey, Kelly, Graham, Leblanc, Christophe, Leonardi, Alberto, Létang, Jean Michel, Lipscomb, Harry, Manchester, Tristan, Meere, Bas, Michelet, Claire, Middleburgh, Simon, Mihail, Radu, Mitchell, Iwan, Perera, Liam, Puig, Martí, Racy, Malek, Rouwane, Ali, Seznec, Hervé, Sújar, Aaron, Tugwell-Allsup, Jenna, Villard, Pierre-Frédéric
Contributors:
Bangor University, Daresbury Laboratory, Science and Technology Facilities Council (STFC), National Taiwan University [Taiwan] (NTU), DIAMOND Light source, Universitat Politècnica de València = Universitad Politecnica de Valencia = Polytechnic University of Valencia (UPV), Université de Liège = University of Liège = Universiteit van Luik = Universität Lüttich (ULiège), Universidad Internacional de la Rioja (UNIR), University of Koblenz-Landau, University of Siegen = Universität Siegen [Siegen], Swiss Federal Office of Metrology (METAS), UK Astronomy Technology Centre (UK ATC), The Manufacturing Technology Centre (Coventrry) (MTC), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chalmers University of Technology [Göteborg], University of Manchester [Manchester], Grupo de Modelado y Realidad Virtual [Madrid] (GMRV), Universidad Rey Juan Carlos = Rey Juan Carlos University (URJC), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système (IMS), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Scalian DS (Toulouse), Shrewsbury and Telford Hospital NHS Trust, Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Léon Bérard [Lyon], Eindhoven University of Technology [Eindhoven] (TU/e), Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux (LP2I - Bordeaux), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Valdosta State University, University of Oxford, Salford Royal Hospital [Salford, UK], Betsi Cadwaladr University Health Board [Bangor, Royaume-Uni], Recalage visuel avec des modèles physiquement réalistes (TANGRAM), Centre Inria de l'Université de Lorraine, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Algorithms, Computation, Image and Geometry (LORIA - ALGO), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 321968,FP7-PEOPLE-2012-CIG,FP7-PEOPLE-2012-CIG,FLY4PET(2012)
Source:
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 568:165804-165804
Publisher Information:
CCSD; Elsevier, 2025.
Publication Year:
2025
Collection:
collection:IN2P3
collection:UNIV-ST-ETIENNE
collection:CNRS
collection:INRIA
collection:UNIV-LYON1
collection:INSA-LYON
collection:ENSEIRB
collection:IMS-BORDEAUX
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collection:UNIV-LYON
collection:LP2IBORDEAUX
collection:INRIA-ETATSUNIS
collection:INRIA-ROYAUMEUNI
collection:INRIA-ALLEMAGNE
collection:UNIVERSITE-BORDEAUX
collection:AM2I-UL
collection:FORM_BORDEAUX_7
Subject Terms:
GPU programming, X-ray imaging, Simulation, Computed tomography, Digital twinning, Registration, Machine learning, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs], Modeling and Simulation
Original Identifier:
INSPIRE: 2969894
HAL: hal-05229346
Document Type:
Zeitschrift article<br />Journal articles
Language:
English
ISSN:
0168-583X
1872-9584
Relation:
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.nimb.2025.165804; info:eu-repo/grantAgreement//321968/EU/Fly Algorithm in PET Reconstruction for Radiotherapy Treatment Planning/FLY4PET
DOI:
10.1016/j.nimb.2025.165804
Availability:
https://hal.science/hal-05229346
Rights:
URL: http://creativecommons.org/licenses/by/
Accession Number:
edshal.hal.05229346v1
Database:
HAL

Weitere Informationen

gVirtualXray (gVXR) is an open-source framework that relies on the Beer-Lambert law to simulate X-ray images in real time on a graphics processor unit (GPU) using triangular meshes. A wide range of programming languages is supported (C/C++, Python, R, Ruby, Tcl, C#, Java, and GNU Octave). Simulations generated with gVXR have been benchmarked with clinically realistic phantoms (i.e. complex structures and materials) using Monte Carlo (MC) simulations, real radiographs and real digitally reconstructed radiographs (DRRs), and X-ray computed tomography (CT). It has been used in a wide range of applications, including real-time medical simulators, proposing a new densitometric radiographic modality in clinical imaging, studying noise removal techniques in fluoroscopy, teaching particle physics and X-ray imaging to undergraduate students in engineering, and XCT to masters students, predicting image quality and artifacts in material science, etc. gVXR has also been used to produce a high number of realistic simulated images in optimisation problems and to train machine learning algorithms. This paper presents a comprehensive review of such applications of gVXR.