[发明专利]一种对扩散张量磁共振图像进行恢复处理的方法

摘要

本发明公开了一种对扩散张量磁共振图像进行恢复处理的方法，涉及医疗诊断图像处理技术领域。为克服现有技术丢失很多有用信息的缺陷，提出技术方案：第一步，获取图像信息；第二步，转化为向量图像信息；第三步，设令图层编号、层数计数器、步长、循环次数等；第四步，令循环计数器为1；第五步，对当前层数、当前循环次数的H和J进行计算；第六步，计算仿射不变梯度G_aff和欧几里得曲率κ；第七步，确定向量图像仿射不变各向异性平滑的数值；第八步，计算得到恢复后的图像信息；第九步至第十三步是对循环次数和处理层数进行计算和控制，并决定是否结束。有益效果是：对图像进行恢复处理中，保留更多的有用信息，使图像更清晰、明了，细节更多。

主权项

1.一种对扩散张量磁共振图像进行恢复处理的方法，其特征是，使用计算机，包括以下步骤：第一步，获取研究对象的图像信息；所述的获取，是在磁共振成像系统上进行；所述的图像信息，包括未施加梯度脉冲获得的DTI图像信息、施加加权梯度脉冲获得的DTI图像信息即每层扩散加权的DWI图像信息；所述的每层扩散加权DWI图像信息，是在每层中以6个以上的不共线方向对研究对象进行加权成像从而获得该层的6组以上扩散加权DWI图像信息；第二步，把每层DWI图像信息转化为向量图像信息，其表示式为：I＝(I1(x，y)，...，Im(x，y))T；其中In，n＝1，2，...，m表示第n加权脉冲加权图像，(x，y)为二维图像中的横、纵坐标，T表示矩阵转置；第三步，按自然层数为序或者按另行编排的先后层数为序进行排列，并令最前层为第1层、最后层为第P层；令层数计数器为1；设置步长为dt，设置在每一层的循环次数为Q；第四步，令循环次数计数器为1；第五步，对当前层数、当前循环次数的H和J进行计算；所述的H和J是两个相互独立的仿射不变算子；$H=f_{\mathrm{xx}}^T{f}_{\mathrm{yy}}-f_{\mathrm{xy}}^T{f}_{\mathrm{xy}}$ $=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}(f_{\mathrm{ixx}}{f}_{\mathrm{iyy}}-f_{\mathrm{ixy}}{f}_{\mathrm{ixy}})$ $=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{H}_i$ 上式中，fjk＝[f1jk，...，fmjk]T j，k＝x，yT表示矩阵转置；当m＝1时，fjk是标量；对任意尺度的向量，J由下式构造：$J=\left[\begin{array}{c}{f}_y^T,-f_x^T\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{xx}}\right),\mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{xy}}\right)\\ \mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{xy}}\right),\mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{yy}}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_y\\ -f_x\end{array}\right]$ $=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{J}_i$ 由上式可得，$J_i=\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{iy}}^T,-f_{\mathrm{ix}}^T\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{ixx}}\right),\mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{ixy}}\right)\\ \mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{ixy}}\right),\mathrm{diag}\left(f_{\mathrm{iyy}}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{iy}}\\ -f_{\mathrm{ix}}\end{array}\right]$ $=\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{iy}},-f_{\mathrm{ix}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{ixx}},f_{\mathrm{ixy}}\\ f_{\mathrm{ixy}},f_{\mathrm{iyy}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{iy}}\\ -f_{\mathrm{ix}}\end{array}\right]$ 第六步，计算仿射不变梯度Gaff和欧几里得曲率κ；$G_{\mathrm{aff}}=\frac{H}{\sqrt{J^2+1}}$ κ＝J |▽f|3 上式中，fi(x，y，0)＝Ii(x，y)(-1，...，m)${|▿f|}^2=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\left|{▿f}_i\right|}^2$ “▽”表示梯度；第七步，确定向量图像仿射不变各向异性平滑的数值fit＝Gaffκ1/3|▽fi|；第八步，根据以下公式计算得到恢复后的图像信息并存储该信息；f(x，y，t)＝f(x，y，t-1)+dt×ft-1(t＝1，...，N)；上式中，f(x，y，t)＝(f1(x，y，t)，...，fm(x，y，t))T，ft＝(f1t，...，fmt)T；第九步，检查循环次数计数器的计数值是否为Q，如果为Q则跳过第十步、直接进行第十一步，如果不为Q则进行下一步；第十步，当第九步检查循环次数计数器的计数值不为Q时，循环次数计数器加1后返回第五步；第十一步，检查层数计数器的计数值是否为P，如果为P则跳过第十二步、直接进行第十三步，如果不为P则进行下一步；第十二步，当第十一步检查层数计数器的计数值不为P时，层数计数器加1后返回第四步；第十三步，存储图像信息；进入结束。