[发明专利]一种在低辐射剂量下进行血流参数图像的输出方法

说明书

一种在低辐射剂量下进行血流参数图像的输出方法，包括如下步骤：在低辐射剂量下获取的CT脑卒中影像数据；对所述CT脑卒中影像数据进行预处理；获取预处理后的CT脑卒中影像数据中影像特征；在医疗大数据库中，对所述影像特征进行匹配，得到匹配结果；根据所述匹配结果，输出血流参数图像。本发明有效利用互补的多模态医学数据；通过本发明大幅度降低CT灌注医学影像中病人接受的X射线辐射剂量，提高医疗的安全性和CT用于急性脑卒中的使用价值。

技术领域

本发明涉及的利用计算机实现医疗方法技术领域，具体涉及一种在降低现有辐射剂量至1/10的情况下获得同样高质量血流动态参数图像的方法。

背景技术

CT灌注是解决脑血管疾病，尤其是脑卒中病人最常使用的医学影像方法用于诊断和治疗手段，然而现有技术中为了获得血流动态信息而进行连续大脑CT影像的采样，该采样时，使用CTP在内的脑卒中影像方案的辐射剂量相当于普通的胸腔X扫描或者静态的大脑、腹腔CT的辐射剂量8-9倍。脑卒中病人需要多次扫描CTP，积累的辐射剂量会破坏健康的细胞，增高癌症的风险。

降低CT灌注的辐射剂量的研究从2000年开始受到关注。降低辐射剂量可以采用降低管电流、管电压、采样频率等采样方式上的改进，而其中降低管电流是最直接有效和常用的降低辐射剂量的方法，因为管电流与辐射剂量成正比，然而降低管电流也会无法避免地增加数据中的噪音和伪影，降低图像的质量。

CT灌注中从影像设备中获得的sinogram到计算得到血流动态参数图像有两个基本步骤。第一步：从sinogram到CT图像的重建；第二步：从CT重建图像序列到血流参数图像的计算，即反卷积的过程。

为了减少血流动态图像中的噪声和伪影，提高血流参数的准确定，最初的方法是包括降低主要采用空间和时间维度上的滤波，提高扫描层厚度，但是会以降低空间分辨率为代价。近几年空间滤波的算法得到了广泛的使用，包括低频滤波器，边缘保持滤波器(edge-preserving filters)，如各向异性过滤(anisotropic diffusion)(Saito etal.2008)、双边滤波器(bilateral filtering)(Mendrik et al.2011)，非本地平均(non-local means)(Ma et al.2012),总变差约束(total variation regularization)(Tianet al.2011),时空滤波，如高约束背投(HYPR)、多频带滤波(MBF)等方法，可以用于降低从sinogram中重建的时空序列CT灌注图像中的噪音和伪影。然而仅仅降低重建图像的噪音并无法从原理上解决稳定计算血流动态参数图像的问题。

从CTP的时空序列中计算血流参数图像的过程，最广泛使用的的方法是反卷积(deconvolution)。然而反卷积是一个图像中的不适定问题，即不存在唯一并且稳定的解，而低辐射剂量采集得到的时空序列影像中通过反卷积计算得到的动态血流参数图像特别不稳定和不准确。模型独立的反卷积方法是可以对不同的血管形态比较准确地计算，尤其是特征值分解法(Singular Value Decomposition,SVD)(Weisskoff,etal.1996；Sorensen,et al.1996)以及它的延伸，如循环特征值分解(block-circulant SVD)(Wu et al.2003)。然而这些方法都是针对每一个体素(voxel)独立计算，因此不稳定性较强，计算误差比较大，无法有效地利用图像的上下文信息来提供更稳定的血流参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种在低辐射剂量下进行血流参数图像的输出方法，同时有效地使用脑卒中病人本身的高质量非对比CT图像和血管造影，以及其他病人的高质量血流动态学参数图像，提高低辐射剂量下CT灌注中的血流动态参数计算，有效地降低传统高辐射剂量的CT灌注影响模态所存在的癌症风险，以克服现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种在低辐射剂量下进行血流参数图像的输出方法，包括如下步骤：