基于低劑量CT的層間插值技術(shù)研究.pdf

1、層間插值是三維重建的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過增加插值圖像來縮小斷層圖像間的距離，提高體數(shù)據(jù)的分辨率，從而大大改善三維重建圖像的質(zhì)量。近年來，隨著64/128/256多排CT的廣泛應(yīng)用，被檢查者受到的X線輻射劑量在大幅增加。研究表明，CT檢查的高劑量X射線照射會(huì)誘發(fā)癌癥、白血病或其他遺傳性疾病。因此，臨床上常用低劑量CT檢查。然而，低劑量CT掃描不僅導(dǎo)致斷層圖像中增加X線量子噪聲，而且會(huì)增加斷層圖像間的距離，降低圖像的空間分辨率。使得三維重建圖

2、像質(zhì)量受噪聲和梯田效應(yīng)影響嚴(yán)重。
　　 在對(duì)傳統(tǒng)的基于灰度的層間插值、基于形狀的層間插值和基于小波的層間插值進(jìn)行比較研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)低劑量CT提出兩種新的層間插值算法，即基于小波的匹配插值和基于曲波的雙線性插值算法。
　　 基于小波的匹配插值算法是將小波變換和匹配插值結(jié)合起來。該算法首先將斷層圖像變換到小波域，對(duì)小波分解的高頻子圖進(jìn)行閾值處理后再進(jìn)行線性插值，對(duì)低頻子圖采用精度較高的匹配插值，最后通過小波反變換得到插值

3、圖像。該算法在提高插值精確度的同時(shí)有效地抑制了圖像中的噪聲。
　　 根據(jù)曲波變換具有多方向，能夠稀疏的表示圖像高維信息的特性，文中提出了基于曲波的雙線性插值算法。為了抑制曲波變換產(chǎn)生的吉布斯現(xiàn)象，該算法首先對(duì)斷層圖像進(jìn)行循環(huán)平移操作，之后對(duì)曲波分解的Coarse尺度層系數(shù)采用修正的雙線性插值處理，對(duì)Detail和Fine尺度層系數(shù)先進(jìn)行自適應(yīng)閾值處理后再進(jìn)行線性插值，最后對(duì)插值后的各尺度層進(jìn)行曲波反變換和反循環(huán)平移處理得到插值圖

4、像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該算法相比于基于小波的匹配插值算法具有更好的抗噪能力，且運(yùn)算時(shí)間較少。
　　 為了驗(yàn)證提議算法的有效性，將上述兩種新的層間插值算法應(yīng)用到三維重建中。分別采用面繪制中的移動(dòng)立方體算法和體繪制中的光線投影算法對(duì)由原低劑量CT圖像和插值圖像構(gòu)成的新的序列圖像進(jìn)行三維重建，并與文獻(xiàn)中的插值算法進(jìn)行比較分析。三維重建的比較實(shí)驗(yàn)表明:利用兩種提議算法后的三維重建圖像在噪聲減少及去除梯田效應(yīng)方面有較好效果。
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