[发明专利]一种处理PET图像的方法、装置以及计算机存储介质

说明书

本发明公开了一种处理PET图像的方法、装置以及计算机存储介质，方法包括步骤S1：获取PET图像的原始数据；步骤S2：对原始数据进行建模，模型包括加性噪声和泊松噪声；步骤S3：对模型进行第一变换；步骤S4：对经过第一变换的数据进行逆变换。方法进一步包括步骤T1：获取PET图像的原始数据；步骤T2：任意搜索具有一定大小的窗口图像；步骤T3：采样体素；步骤T4：采用区域均值法恢复体素的实际值。装置包括数据处理单元、数据建模单元、数据变换单元以及逆变换单元。本发明通过采用混合泊松‑高斯模型来改进早期的纯泊松噪声模型假设，然后通过基于区域均值的去噪算法，完成对PET图像重建后的噪声去除，可以提高低计数条件下PET图像的质量。

技术领域

本发明涉及医疗图像的处理方法及装置，更具体地涉及一种处理PET 图像的方法、装置以及计算机存储介质。

背景技术

正电子发射计算机断层扫描(positron emission computed tomography，简称PET)是一种能够反映病变的基因、分子、代谢及功能状态的显像设备。 PET利用带正电子的放射性核素标记人体化合物或代谢物，如葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸、受体的配体及水等作为显像剂，经注射到受检者体内后，正电子核素伴随被标记物参与人体组织器官在生理病理过程中的细胞代谢活动，进而重新聚集分布，提供体外布置的PET探测器进行信息采集，可以得到人体代谢活动分子水平的信息，为临床治疗提供疾病的生物代谢信息。

目前，PET已被广泛应用于多种疾病的协助治疗，包括神经系统疾病，感染、炎症以及肿瘤等。例如，在放射肿瘤学应用中，PET有助于肿瘤的定位和分期。通过基于PET图像的定量指标，有助于描绘病变的边界，例如，疾病严重程度和治疗反应评估需要在描绘的区域上计算代谢肿瘤体积。通过基于PET图像的信号强度指标，例如最大和平均标准摄取值，常规可用于癌症分期、肿瘤表征和治疗反应评估等。

PET图像重建过程中包括了固有的由原图产生的噪声以及其它噪声。因此，噪声消除方法(即去噪)至关重要，这有助于增强PET图像的定量指标和视觉质量，从而辅助做出更好的诊断决策。PET图像中的噪声遵循非高斯分布，且由于PET图像外观的扭曲，噪声降低了基于PET图像的定量度量的灵敏度。因此，去噪是改善PET图像的定量评估的必要步骤。许多医生和研究学者已经提出了许多有效的去噪解决方案，当前，这些去噪解决方案大致可以分为基于滤波器和基于统计的去噪方法。基于滤波器的去噪方法主要包括高斯平滑、自适应扩散滤波以及在解剖信息支持下的图像变换域中的滤波，但是，基于滤波器的去噪方法都有一定的局限性，比如，高斯滤波经常由于过度模糊而导致信息丢失；自适应扩散滤波由于扩散过程的必要结构信息受到PET低分辨率的限制而对于PET图像并不是非常奏效；结合解剖信息(通过相应的CT或MRI组织分割)在图像变换域中进行滤波由于解剖功能并不总是适用于所有体素位置而可能产生伪影。基于统计的去噪方法是在噪声和统计测量之间建立确定性关系，然而，诸如脊、边缘和纹理等强图像结构可能对统计估计产生负面影响。

对于PET图像的处理，在分析和重建放射性核素的浓度分布图像时最重要的一项探测指标是像素计数，体内某部位的像素计数值能够精确反映出该部位所摄取的放射性核素的药物浓度。利用探测器对注入有放射性核素的生物组织进行探测，采集得到PET的符合计数，通常认为放射性核素示踪剂平均放射性浓度为50counts/pixel(计数值/每像素)为低计数率条件，200 counts/pixel为高计数率条件。在高计数条件下的PET图像中，噪声分布可以通过基于中心极限定理的高斯分布很好地近似。然而，对于低计数条件下的PET图像而言则相反，可以观察到泊松和PVC增强的加性噪声，因此通过现有技术的去噪方法并不能很好的完成对PET图像重建后的噪声去除。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理PET图像的方法、装置以及计算机存储介质，从而解决现有技术无法解决低计数条件下去除PET图像中泊松噪声和加性噪声的问题。

本发明提供的处理PET图像的方法，该方法包括以下步骤：