基于非局部低秩稀疏矩阵分解的低剂量脑灌注CT统计迭代重建

作     者：牛善洲 李硕 梁礼境 谢国强 刘汉明 NIU Shanzhou;LI Shuo;LIANG Lijing;XIE Guoqiang;LIU Hanming

作者机构：赣南师范大学数学与计算机科学学院江西赣州341000 赣南师范大学赣州市计算成像重点实验室江西赣州341000 

出 版 物：《中国医学物理学杂志》 (Chinese Journal of Medical Physics)

年 卷 期：2023年第40卷第11期

页      面：1336-1342页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1006[医学-中西医结合] 1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 0836[工学-生物工程] 100106[医学-放射医学] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(62261002,11701097) 江西省科技创新杰出青年人才培养计划(20192BCB23019) 江西省重点研发计划一般项目(20202BBE53024) 江西省“双千计划”科技创新高端人才青年项目(jxsq2019201061) 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ211407) 江西省数值模拟与仿真技术重点实验室开放课题(21zb02) 

主　　题：脑灌注CT 非局部低秩稀疏矩阵分解 惩罚加权最小二乘 图像重建 

摘      要：脑灌注CT成像需要对患者头部进行连续反复扫描,相应的X射线辐射剂量较常规CT显著增加。为减少X射线辐射剂量,提出一种基于非局部低秩稀疏矩阵分解的低剂量脑灌注CT统计迭代重建方法。首先对脑灌注CT序列图像进行分块,然后构建非局部低秩稀疏矩阵分解模型,最后求解相应的目标函数重建出脑灌注CT序列图像。与滤波反投影算法和基于低秩稀疏矩阵分解的惩罚加权最小二乘方法相比,本文方法得到的脑血容参数图像的结构相似性指标分别提高38.07%和5.61%、特征相似性指标分别提高13.17%和2.47%;平均通过时间参数图像的结构相似性指标分别提高59.73%和0.28%、特征相似性指标分别提高20.26%和0.70%。本文方法能在去除低剂量脑灌注CT图像噪声和伪影的同时保持图像的边缘结构信息,并且获得更准确的脑血流动力学参数图像。