[发明专利]一种面向磁共振扩散加权图像的非局部均值平滑方法

说明书

本发明公开了一种面向磁共振扩散加权图像的非局部均值平滑方法，涉及磁共振扩散加权图像处理技术领域。包括如下步骤：S1，选取滤波参数h，邻域范围Rsubgt;V/subgt;，Rsubgt;N/subgt;，对于每个体素psubgt;i/subgt;的每个扩散加权梯度方向gsubgt;j/subgt;的磁共振扩散加权信号S(psubgt;i/subgt;，gsubgt;j/subgt;)进行步骤S2和S3；S2，对于体素psubgt;i/subgt;的Rsubgt;V/subgt;×Rsubgt;V/subgt;×Rsubgt;V/subgt;邻域Vsubgt;pi/subgt;中的每个体素psubgt;k/subgt;，计算psubgt;k/subgt;的不同扩散加权梯度方向gsubgt;l/subgt;的扩散加权信号对S(psubgt;i/subgt;，gsubgt;j/subgt;)的权重ω(psubgt;i/subgt;，gsubgt;j/subgt;，psubgt;k/subgt;，gsubgt;l/subgt;)；S3，对S(psubgt;i/subgt;，gsubgt;j/subgt;)进行非局部均值平滑。本发明能够克服现有SD方法直接用于体素内纤维结构估计时易受噪声影响导致估计结果准确性差的问题；能够有效的提高体素内纤维结构估计结果的准确性。

技术领域

本发明涉及磁共振扩散加权图像处理技术领域，尤其涉及一种面向磁共振扩散加权图像的非局部均值平滑方法。

背景技术

磁共振扩散成像是目前唯一能够在活体上测量组织内水分子扩散运动与成像的无创方法，它通过测量和量化组织中水分子的扩散信息来探测组织的微观结构。水分子沿不同方向的扩散信息包含在一组不同扩散梯度方向的扩散加权图像(Diffusion WeightedImage，DWI)中，通过对扩散函数进行建模可以解析出每个体素内的纤维结构信息(主要是纤维的走向)。根据每个体素内的纤维走向，利用纤维束追踪技术可重建出组织纤维束的整体三维结构，并可从中提取有效的临床统计特征，从而用于医疗诊断及相关研究等。

扩散张量成像(Diffusion Tensor Imaging，DTI)是最早提出的一种扩散模型，目前已被广泛用于临床和医学研究中。这种建模方法虽然简单、稳定，但所采用的二阶对称张量仅能描述体素内的单一平均纤维走向，而无法用于描述存在纤维交叉、分叉等体素内复杂纤维结构。

目前，已有一些方法能够通过更复杂的模型来估计体素内的多个纤维走向，从而解决扩散张量成像方法的限制。这些方法主要包括：多张量模型、高阶扩散张量、Q-Ball成像、扩散谱成像、球面反卷积(Spherical Deconvolution，SD)、独立分量分析、混合扩散成像等。其中，基于SD的方法由于具备不需指定纤维分布的数量、计算效率高且能够在低角分辨率成像条件下估计体素内纤维走向分布等优点，得到了较广泛的应用，但是基于SD的方法对噪声非常敏感。

发明内容

本发明提供了一种面向磁共振扩散加权图像的非局部均值平滑方法，可以解决现有SD方法直接用于体素内纤维结构估计时易受噪声影响导致估计结果准确性差的问题。

一种面向磁共振扩散加权图像的非局部均值平滑方法，包括以下步骤：

S1，选取滤波参数h，邻域范围R_V，R_N，对于每个体素p_i的每个扩散加权梯度方向g_j的磁共振扩散加权信号S(p_i，g_j)进行S2和S3的平滑操作；h的取值范围是1-20，R_V的取值范围是8-15，R_N的取值范围是3-7；