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)影響嚴重。
　　 在對傳統(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行比較研究的基礎(chǔ)上，針對低劑量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，對小波分解的高頻子圖進行閾值處理后再進行線性插值，對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，該算法首先對斷層圖像進行循環(huán)平移操作，之后對曲波分解的Coarse尺度層系數(shù)采用修正的雙線性插值處理，對Detail和Fine尺度層系數(shù)先進行自適應(yīng)閾值處理后再進行線性插值，最后對插值后的各尺度層進行曲波反變換和反循環(huán)平移處理得到插值圖

4、像。實驗結(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，且運算時間較少。
　　 為了驗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立方體算法和體繪制中的光線投影算法對由原低劑量CT圖像和插值圖像構(gòu)成的新的序列圖像進行三維重建，并與文獻中的插值算法進行比較分析。三維重建的比較實驗表明: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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