基于非局部权值先验和gpu加速的3d低剂量ct成像-南方医科大学学报.pdfVIP

·1974 · 南方医科大学学报（J South Med Univ ） 2011;31(12) ·基础研究· 基于非局部权值先验和GPU 加速的3D 低剂量CT 成像 张喜乐，田玲玲，黄 静，马建华，张 华，冯前进，陈武凡 南方医科大学生物医学工程学院医学信息研究所，广东 广州 510515 摘要：在肿瘤监测和放疗计划制定中，需要多次CT 扫描，其使用的X 射线辐射剂量已受到广泛关注。为了获得高质量的 低剂量CT 图像，本文提出一种基于非局部权值先验和GPU 加速的3D 低剂量CT 成像新方法。源于非局部均值滤波 （NLM ）思想，本文方法采用先前标准剂量CT 扫描图像构建用于低剂量CT 图像重建的全新非局部均值滤波。具体而言， 本文方法首先将3D 标准剂量图像与低剂量图像进行配准以减少两图像数据间解剖结构的不一致性，接着利用两配准后 的图像构建NLM 权重先验，最后采用全新的非局部平均实现高质量的低剂量CT 成像。为了增加本文方法的执行效率， GPU 硬件加速技术被采用。实验结果表明，本文方法较传统NLM 滤波在低剂量图像的噪声消除和细节信息保持两方面 均有优势显著且执行效率大幅提升。 关键词：低剂量CT ；正常剂量CT ；图像重建；非局部均值滤波；GPU 中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1673-4254（2011）12-1974-07 Three-dimensional low-dose CT volume reconstruction based on non-local weights optimization and GPU acceleration ZHANG Xi-le, TIAN Ling-ling, HUANG Jing, MA Jian-hua, ZHANG Hua, FENG Qian-jin, CHEN Wu-fan Institute of Medical Information Technology, School of Biomedical Engineering, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China Abstract: Concerns have been raised over x-ray radiation dose associated with repeated computed tomography (CT) scans for tumor surveillance and radiotherapy planning. In this paper, we present a low-dose CT image reconstruction method for improving low-dose CT image quality. The method proposed exploited rich redundancy information from previous normal-dose scan image for optimizing the non-local weights construction in the original non-local means (NLM)-based low-dose image reconstruction. The objective 3D low-dose volume and the previous 3D normal-dose volume were first registered to reduce the anatomic structural dissimilarity between the two datasets, and the optimized non-local weight