[發(fā)明專利]基于DNST域雙變量收縮和雙邊非局部均值濾波的醫(yī)學PET圖像去噪方法

有效

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• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN109559283B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 張聚;周俊;趙愷倫;田崢
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/10;G06T5/20
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

基于DNST域雙變量收縮和旋轉(zhuǎn)不變雙邊非局部均值濾波結(jié)合的醫(yī)學PET圖像去噪方法，包括如下步驟：步驟1)建立醫(yī)學PET圖像模型；步驟2)通過離散不可分離剪切波對PET圖像進行分解；步驟3)對高頻剪切波系數(shù)進行雙變量收縮處理；步驟4)對低頻剪切波系數(shù)進行旋轉(zhuǎn)不變雙邊非局部均值濾波處理步驟4)對處理后的系數(shù)進行DNST逆變換。本發(fā)明通過實驗分析與最新的去噪領域算法進行了對比，有效的應用在醫(yī)學PET去噪領域；特別是針對PET低頻采用旋轉(zhuǎn)不變雙邊非局部均值濾波和對高頻剪切波系數(shù)進行雙變量收縮，能夠更好的保護醫(yī)學PET圖像中軟組織的細節(jié)信息。通過了大量的實驗數(shù)據(jù)對比，提出了基于剪切波域雙變量收縮和旋轉(zhuǎn)不變雙邊非局部均值濾波結(jié)合的醫(yī)學PET圖像去噪方法，能夠更好的有利于醫(yī)師的分析診斷。

技術領域

本發(fā)明涉及于醫(yī)學圖像去噪領域，特別是涉及醫(yī)學PET圖像。設計一種基于DNST域雙 變量收縮和旋轉(zhuǎn)不變雙邊非局部均值濾波結(jié)合的醫(yī)學PET圖像去噪方法。

背景技術

在人類發(fā)展史上，醫(yī)學一直是人們極度重視和不斷發(fā)展的學科。醫(yī)學圖像數(shù)字化的普及和 發(fā)展極大的提高了醫(yī)療診斷的效率性和準確性。正電子發(fā)射型計算機斷層顯像(Positron Emission ComputedTomography)，是核醫(yī)學領域比較先進的臨床檢查影像技術。其大致方法 是，將某種物質(zhì)，一般是生物生命代謝中必須的物質(zhì)，如：葡萄糖、蛋白質(zhì)、核酸、脂肪酸， 標記上短壽命的放射性核素(如18F，11C等)，注入人體后，通過對于該物質(zhì)在代謝中的聚 集，來反映生命代謝活動的情況，從而達到診斷的目的。PET在放射診斷方面具有很強的能力， 它的原理是通過一些短壽命的物質(zhì)，在衰變過程中釋放出正電子，一個正電子在行進十分之幾 毫米到幾毫米后遇到一個電子后發(fā)生湮滅，從而產(chǎn)生方向相反(180度)的一對能量為511KeV 的光子。這對光子，通過高度靈敏的照相機捕捉，并經(jīng)計算機進行散射和隨機信息的校正。經(jīng) 過對不同的正電子進行相同的分析處理，我們可以得到在生物體內(nèi)聚集情況的三維圖像。它是 一種在不打開人體的情況下獲得人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向切片圖，并且其具備靈敏度高，特異性高， 全身顯像，安全性好，操作簡便等優(yōu)點廣泛的應用在診斷諸如腫瘤，神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神病患 者，心血管疾病患者，等領域。

PET是一種采用斷層掃描的醫(yī)學成像方法，能夠很簡單的獲取物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，如尺 寸、形狀、內(nèi)部缺陷和密度，它是一種強大的非破壞性評估技術，廣泛的用于生成人體的二維 和三位橫截面圖像。PET，即正電子發(fā)射計算機斷層顯像。是目前國際上最尖端的醫(yī)學影像診 斷設備之一，也是目前在細胞分子水平上進行人體功能代謝顯像最先進的醫(yī)學影像技術，成為 診斷和指導治療各種惡性腫瘤、冠心病和腦部疾病的最佳方法。PET的臨床應用是當今發(fā)達國 家高科技醫(yī)療診斷技術的主要標志之一。PET在臨床醫(yī)學的應用主要集中于惡性腫瘤、神經(jīng)系 統(tǒng)、心血管系統(tǒng)三大領域。。但由于PET定位、定性診斷的準確性仍然收到病變部位、大小、 性質(zhì)、病程長短等因素的影響，不能反映臟器的功能信息。圖像也容易收到噪聲干擾、被照物 細節(jié)等因素的影響，從而觀察到圖像中有斑點和細粒，進一步影響到醫(yī)生從病灶部位一定大小 細節(jié)從背景中鑒別出來。圖像中的噪聲干擾必將影響圖像的進一步分析，因此研究相關醫(yī)學圖 像去噪算法將噪聲從PET圖像中濾除，可為觀察圖像提供好的視覺環(huán)境。

本發(fā)明使用醫(yī)學PET為研究對象。由于PET成像不免受到各種物理因素的影響，斑點噪 聲的存在嚴重影響了PET圖像的質(zhì)量，導致了醫(yī)學圖像質(zhì)量較差。噪聲的存在掩蓋那些灰度 差別很小的圖像特征。對于臨床醫(yī)生而言，噪聲對他們的準確診斷造成了很大的干擾，特別是 對于經(jīng)驗不是很豐富的醫(yī)生造成的影響更大。因此，從臨床應用的角度出發(fā)，需要研究對PET 醫(yī)學圖像去噪方法，為醫(yī)生做出更準確的診斷提供技術支持，降低人工診斷的風險。

綜上所述，研究醫(yī)學PET圖像去噪方法具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容