中国生物医学工程学报
中國生物醫學工程學報
중국생물의학공정학보
CHINESE JOURNAL OF BIOMEDICAL ENGINEERING
2015年
2期
160-167
,共8页
肺4D-CT%图像分块%自适应选择%超分辨率重建
肺4D-CT%圖像分塊%自適應選擇%超分辨率重建
폐4D-CT%도상분괴%자괄응선택%초분변솔중건
lung 4D-CT data%patch%adaptive selection%super-resolution reconstruction
肺4D-CT在肺癌的治疗中,对于准确定位肿瘤靶区、实现个体化精确放疗具有重要的应用价值.由于放射剂量的限制,使得肺4D-CT图像分辨率较低.提出一种基于图像分块的超分辨率重建技术,提升肺4D-CT图像的分辨率.首先,将图像分解为一系列重叠图像块;其次,利用Active Demons配准算法,自适应选取若干幅与目标图像块对应结构相似的其他相位图像块,并估计出它们之间的运动变形场;而后,采用迭代反投影(IBP)算法,重建得到高分辨率的图像块;将得到的所有高分辨率图像块拼接后,最终输出完整的高分辨率肺4D-CT图像.利用由德克萨斯安德森肿瘤中心DIR实验室采集并开放的公共数据集评价所提出的算法,该数据集由10组肺4D-CT数据组成,每组数据包含10个相位.从每组数据中,选取不同相位图像进行实验.量化评价结果表明,所提出的方法相比反投影(BP)算法、全局迭代背投影算法,图像平均梯度显著提高(反投影算法7.65 ±0.44,全局迭代背投影算法7.92±0.43,本算法8.92±0.50,P＜0.001).视觉评价结果同时显示,所提出的方法能够有效消除伪影,得到结构显著增强、清晰度更高的肺4D-CT图像.
肺4D-CT在肺癌的治療中,對于準確定位腫瘤靶區、實現箇體化精確放療具有重要的應用價值.由于放射劑量的限製,使得肺4D-CT圖像分辨率較低.提齣一種基于圖像分塊的超分辨率重建技術,提升肺4D-CT圖像的分辨率.首先,將圖像分解為一繫列重疊圖像塊;其次,利用Active Demons配準算法,自適應選取若榦幅與目標圖像塊對應結構相似的其他相位圖像塊,併估計齣它們之間的運動變形場;而後,採用迭代反投影(IBP)算法,重建得到高分辨率的圖像塊;將得到的所有高分辨率圖像塊拼接後,最終輸齣完整的高分辨率肺4D-CT圖像.利用由德剋薩斯安德森腫瘤中心DIR實驗室採集併開放的公共數據集評價所提齣的算法,該數據集由10組肺4D-CT數據組成,每組數據包含10箇相位.從每組數據中,選取不同相位圖像進行實驗.量化評價結果錶明,所提齣的方法相比反投影(BP)算法、全跼迭代揹投影算法,圖像平均梯度顯著提高(反投影算法7.65 ±0.44,全跼迭代揹投影算法7.92±0.43,本算法8.92±0.50,P＜0.001).視覺評價結果同時顯示,所提齣的方法能夠有效消除偽影,得到結構顯著增彊、清晰度更高的肺4D-CT圖像.
폐4D-CT재폐암적치료중,대우준학정위종류파구、실현개체화정학방료구유중요적응용개치.유우방사제량적한제,사득폐4D-CT도상분변솔교저.제출일충기우도상분괴적초분변솔중건기술,제승폐4D-CT도상적분변솔.수선,장도상분해위일계렬중첩도상괴;기차,이용Active Demons배준산법,자괄응선취약간폭여목표도상괴대응결구상사적기타상위도상괴,병고계출타문지간적운동변형장;이후,채용질대반투영(IBP)산법,중건득도고분변솔적도상괴;장득도적소유고분변솔도상괴병접후,최종수출완정적고분변솔폐4D-CT도상.이용유덕극살사안덕삼종류중심DIR실험실채집병개방적공공수거집평개소제출적산법,해수거집유10조폐4D-CT수거조성,매조수거포함10개상위.종매조수거중,선취불동상위도상진행실험.양화평개결과표명,소제출적방법상비반투영(BP)산법、전국질대배투영산법,도상평균제도현저제고(반투영산법7.65 ±0.44,전국질대배투영산법7.92±0.43,본산법8.92±0.50,P＜0.001).시각평개결과동시현시,소제출적방법능구유효소제위영,득도결구현저증강、청석도경고적폐4D-CT도상.
