[发明专利]一种动态对比增强磁共振成像的降噪方法

说明书

本发明公开了一种动态对比增强磁共振成像的降噪方法：(1)获得添加噪声后的动态对比增强磁共振图像数据I_noise；(2)KIBF利用I_noise中待滤波像素点与其周围相邻像素点的信号强度差距得到信号强度加权矩阵、空间距离大小得到空间距离加权矩阵，两者相乘再归一化得整体加权矩阵，再与I_noise中周围相邻像素点信号对应相乘加和后获得降噪后的I_noise；(3)根据降噪前后的均方误差确定KIBF的L、σ_s和σ_z，得到优化后的KIBF；(4)采用动态增强磁共振成像实验数据和优化后的KIBF分别替换(2)中的I_noise和KIBF，再进行(2)，获得降噪后的动态增强磁共振成像实验数据。该降噪方法不仅可以去除动态对比增强磁共振成像中的噪声，同时保留图像的药代动力学信息和精细的结构细节。

技术领域

本发明涉及磁共振成像的技术领域，特别涉及一种动态对比增强磁共振成像的降噪方法。

背景技术

动态对比度增强磁共振成像可以用于测量动物及人体组织各成分占比、微血管渗透性、血流动力学等灌注参数。该技术在注射造影剂之前，期间和之后进行连续成像，进而利用药代动力学模型对数据进行分析，从而得到定量生理参数，包括血管密度、通透性等。它通常用于增强不同组织，特别是正常和病灶之间的对比度。动态对比度增强磁共振成像的临床应用包括肿瘤的检测和表征(例如，乳腺，肝，脑，前列腺中的肿瘤)，以及心脏梗塞的诊断和血管造影。

尽管磁共振影像在采集速度、空间分辨率和信噪比方面取得了显著的进步，但是依旧会受到噪声的影响。磁共振图像中的噪声有不同的来源，如硬件引起的噪声、几何畸变和磁场强度不均匀性引起的噪声，以及在图像采集过程中病人运动产生的移动伪影。然而，利用药代动力学模型对动态对比度增强磁共振成像进行分析时，噪声可能引起药代动力学模型参数估计产生偏差，这对利用动态对比度增强磁共振成像进行疾病诊断是十分不利的。如公开号为CN109003232A的中国专利公开了基于频域尺度平滑Shearlet的医学MRI图像去噪方法：基于频域尺度平滑Shearlet去噪方法，提出了新的医学MRI图像Racian噪声模型，然后进行频域平滑多尺度分解与多方向分解，对分解后的高频尺度平滑Shearlet系数再进行新的统一阈值处理，然后通过逆Shearlet变换生成去噪后的MRI图像。

因此，如何去除动态对比度增强磁共振成像中的噪声，同时保留药代动力学增强信息和精细的结构细节，并尽量减少引入新的偏差(例如，过度平滑引起的偏差)，是目前本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态对比增强磁共振成像的降噪方法，本发明提供的降噪方法，不仅可以去除动态对比增强磁共振成像中的噪声，同时保留图像的药代动力学信息和精细的结构细节。

一种动态对比增强磁共振成像的降噪方法，所述降噪方法包括以下步骤：

(1)获得添加噪声后的动态对比增强磁共振图像数据I_noise；

(2)动力学诱导双边滤波器KIBF利用I_noise中待滤波像素点与其周围相邻像素点的信号强度差距得到信号强度加权矩阵，利用I_noise中待滤波像素点与其周围相邻像素点的空间距离大小得到空间距离加权矩阵，将信号强度加权矩阵与空间距离加权矩阵相乘再归一化得整体加权矩阵，将整体加权矩阵与I_noise中周围相邻像素点信号对应相乘加和后获得降噪后的动态增强磁共振成像数据；

(3)根据降噪后的动态增强磁共振成像数据与未添加噪声的动态对比增强磁共振图像数据的均方误差确定动力学诱导双边滤波器KIBF的最佳三维空间过滤窗Ω边长或直径L、空间距离加权系数σ_s和信号强度加权系数σ_z，得到优化后的动力学诱导双边滤波器KIBF；