ISSN1000-0054
CN11-2223
/
N
清华大学学报
(
自然科学版
)
JTsin
g
hua Univ
(
Sci& Tech
),
2012
年 第
52
卷 第
8
期
2012
,
Vol.52
,
No.8
5
/
23
1056-1060
PET
/
CT
医学图像去噪方法的研究
强
彦
,
卢军佐
,
赵涓涓
(
太原理工大学 计算机科学与技术学院
,
太原
030024
)
收稿 日期
:
2012-01-10
基金 项目
:
国家自然科学基金资助项目
(
60970059
);
山西省自然科学基金资助项目
(
2012011015-1
);
山西省科技攻关项目
(
20120313032-3
)
作者 简介
:
强彦
(
1969
—),
男
(
汉
),
山西
,
副教授
。
E-mail
:
dicom8@
y
ahoo.com.cn
摘
要
:
噪 声 元 素 在 光 子 量 有 限 的 最 大 似 然 期 望 最 大 化
(
MLEM
)
方法重建
PET
/
CT
(
p
ositronemissiontomo
g
ra
p
h
y
/
com
p
utedtomo
g
ra
p
h
y
)
图 像 研 究 的 过 程 中 影 响 甚 至 加 重 图
像特征明暗度变化
。
为减小这类影响
,
该文提出了一种 包 含
解剖端信息的中 值 非 局 部 平 均 算 法
(
AMNLM
)。
该 算 法 是
对适用低 信 噪 比 图 像 去 噪 的 非 局 部 平 均 算 法
(
NLM
)
的 改
进
。
将该算法应用于临床肺部 病 变患 者
PET
/
CT
图 像 的分
析研究
。
参数反演结果 表 明
,
在 视 觉 评 估
、
病 变 对 比 度 和 噪
声的权衡方面与中值 滤 波 方 法
、
小 波 滤波 方 法 和 传 统
NLM
方法相比较
,
该方法具 有 更 好 的 去 噪 效 果
,
从 而 也 验 证 了 该
方法的有效性
。
关键词
:
医学图像去噪
;
PET
/
CT
;
非局部平均算法
中图分类号
:
TP391.41
文献标志码
:
A
文章编号
:
1000-0054
(
2012
)
08-1056-05
Medicalima
g
edenoisin
g
methodbased
onPET
/
CT
QIANGYan
,
LUJunzuo
,
ZHAOJuan
j
uan
(
SchoolofCom
p
uterScienceandTechnolo
gy
,
Tai
y
uanUniversit
y
ofTechnolo
gy
,
Tai
y
uan030024
,
China
)
Abstract
:
Theintensit
yg
radientduetonoiseelementsma
y
com
p
ete
with or even exceed that in the ima
g
es in the research of
p
hoton-limited maximum likelihood ex
p
ectation maximization
(
MLEM
)
based
p
ositronemissiontomo
g
ra
p
h
y
/
com
p
utedtomo
g
ra
p
h
y
(
PET
/
CT
)
ima
g
e reconstruction. An avera
g
e median non-local
means
(
AMNLM
)
methodwasdevelo
p
edtodecreasetheinterference
ofthe noise elements durin
g
ima
g
e
p
rocessin
g
. The AMNLM
methodisbasedonthetraditionalima
g
edenoisin
g
methodofthe
mediannon-local meansfilter
,
incor
p
oratin
g
withanatomicalside
information.Themethodwasusedtoanal
y
zetheclinical
p
ulmonar
y
diseasePET
/
CTima
g
es.The
p
arametersobtainedfromex
p
eriments
showthattheAMNLM methodout
p
erformstheanisotro
p
ic-median
diffusionfilterin
g
(
AMDF
)
andnon-localmeans
(
NLM
)
intermsof
visualassessmentandtrade-offbetweenlesioncontrastandnoise
,
whichshowsthevalidit
y
ofthismethod.
Ke
y
words
:
medicalima
g
edenoisin
g
;
p
ositronemissiontomo
g
ra
p
h
y
/
com
p
utedtomo
g
ra
p
h
y
(
PET
/
CT
);
non-localmeans
(
NLM
)
在图 像 分析处理的整个 流 程 中
,
图像去噪 属 于
图像的预处理阶段
。
图像去噪的目的是减少图像数
据中的噪声
,
从而 进 行 后 续 的 图 像 分 析
。
近几 十 年
来
,
医学影像技术的 发展 大 大 提 高 了 诊 断 的 准 确 度
和可信度
,
但是获得 的医 学 图 像 普 遍 存 在 条 纹 状 和
颗粒状的噪声
,
这是 由设 备 本 身 的 固 有 特 性 所 造 成
的
。
含噪图像会对 后 续 处 理 产 生 很大 影 响
,
如边 缘
检测
、
图像分割等
,
因此必须在预处理阶段对图像进
行去噪处理
[
1
]
。
PET-CT
是
CT
(
com
p
utedtomo
g
ra
p
h
y
)
和
PET
(
p
ositronemissiontomo
g
ra
p
h
y
)
的 融 合 技 术
[
2
]
,
其
商品化 及 临 床 应 用 具 有 重 要 价 值
[
111
]
。
它 将
PET
反映分子功能代谢信息的优势和
CT
精确的解剖定
位优势结合起来
,
从根本上解决了
PET
定位不准
[
2
]
缺陷
,
不仅能提供精确的脏器代谢变化情况
,
而且能
准确地描述代谢异常的解剖部位及其与周围组织的
关系
,
大 大 提 高 了 临 床 诊 断 的 准 确 性
(
18F-FDG
PET
/
CT
显像是鉴别肺部孤立 性 结 节 或 肿块 良
、
恶
性的有效方法
)。
在
PET
/
CT
图像的重建过程中难
免会产生噪声
,
这是 由成 像 设 备 和 获 取 条 件 等 因 素
的影响而造成的
。
其中 一 种 噪 声 是 量 子 噪 声
,
是在
正电子的随机衰 减过 程 中 产 生 的
。
因此
,
为了 更 好
地对
PET
/
CT
图像进行后续的分割和配准等
,
进而
利用处理后的图像 进 行 临 床 诊 断
,
必须 在 预 处 理 阶
段有效地去除量子噪声
。
量子噪声 属 于
Poisson
分
布
,
现有的去除量子 噪声 方 法 主 要 包 括 利 用 低 通 滤
波或者均值算子对 图 像 进 行 后 处 理
,
从而 提 高 获 得
图像的质量
,
但是这些去噪方法存在一些不足
,
即在
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