[发明专利]一种基于投影序列数据相似性的图像去噪方法

说明书

技术领域

本发明涉及辐射成像技术领域，尤其涉及CBCT图像去噪处理方法。

Cone beam（锥形束）CT是当今口腔头颅影像设备中最有前途和实用性的设备。Cone beam(锥形束)CT的应用给口腔及头颅部临床领域中的诊断和治疗带来了革命性的变化。美国ADA预计在今后五年内全球至少有10万台以上的市场。Cone beam CT，顾名思义是锥形束投照计算机重组断层影像设备，其原理是X线发生器以较低的射线量（通常球管电流在2-10毫安）围绕投照体做环形DR（数字式投照）。然后将围绕投照体多次（180次-360次，依产品不同而异）数字投照后“交集”中所获得的数据在计算机中“重组，reconstruction”后进而获得三维图像。CBCT获取数据的投照原理和传统扇形扫描CT是完全不同的，而后期计算机重组的算法原理有类似之处。CBCT与体层CT（螺旋CT）的最大区别在于体层CT的投影数据是一维的，重建后的图像数据是二维的，重组的三维图像是连续多个二维切片堆积而成的。而CBCT的投影数据是二维的，重建后直接得到三维图像。从他们的成像结构看，CBCT用三维锥形束X线扫描代替体层CT的二维扇形束扫描；与此相对应，CBCT采用一种二维面状探测器来代替体层CT的线状探测器。显然，CBCT采用锥形束X线扫描可以显著提高X线的利用率，只需旋转360度即可获取重建所需的全部原始数据，而且用面状探测器采集投影数据可以加速数据的采集速度；CBCT所具有的另一个优势就是很高的各向同性空间分辨力。Cone beam(锥形束)CT与传统扇形扫CT相比，具有如下优点：1.射线量极低。相比传统多排螺旋CT，锥形束CT一次投照只相当于传统CT的1/30-1/40放射量,仅相当于4次数字化曲面断层投照放射量。2.应用范围极其广泛。目前，锥形束CT已经广泛应用于口腔颌面部成像成像，放射治疗图像引导（IGRT）等领域。3.成本更低，扫描方式更加灵活。锥形束CT多采用开架式旋转结构，省去了滑环等设备，同时针对某一个特点部位成像。相对于传统的多排螺旋CT，其本更低，占地面积小，扫描更加灵活。

背景技术

CBCT是一种新兴的三维成像技术，目前已广泛应用于口腔颌面部成像等领域。CBCT图像中噪声是影响图像质量的关键因素，它会湮灭有用信息，干扰对于病灶的观察和诊断。因此，合适的去噪方法对于提高CBCT图像质量具有十分重要的意义。如何在去噪的过程中尽可能地保持图像的边缘和细节信息是人们不断研究的课题。目前，针对CBCT图像的去噪方法可以分为三种，一种是针对原始投影数据进行去噪处理再进行重建，一种是在重建好的体数据中进行去噪，另外一种是使用迭代重建方法，在迭代过程中加入合适的去噪约束项从而获得噪声。其中，第三种被认为是最好的去噪及保持图像细节信息的方法，但其计算量大，效率较低，实用性较差。绝大多数解决方案仍然是在投影域进行适当的去噪，选取合适的滤波函数进行处理，得到信噪比提升后的投影数据再选取合适的方法（如CBCT中常用的Feldkamp方法）进行重建。