基于光流計(jì)算與增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的頸椎CT 圖像層間插值算法研究

王 明，吳曉紅，滕奇志，楊 毅，任 超*

（1.四川大學(xué)電子信息學(xué)院，成都 610065；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院骨科，成都 610041）

0 引言

人體頸椎CT 序列圖像通過X 射線對(duì)人體頸椎作連續(xù)的斷面掃描得到。通過觀察患者的頸椎CT圖像，醫(yī)療人員可以診斷出患者頸椎是否發(fā)生病變。但由于X 射線對(duì)人體組織有損傷[1]，為節(jié)省拍攝時(shí)間，CT 圖像的采樣間隔較大，導(dǎo)致CT 圖像的縱向點(diǎn)長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于片層內(nèi)的橫向點(diǎn)長(zhǎng)度。因此，直接由人體頸椎CT 序列圖像的橫截面生成的矢狀面和冠狀面圖像會(huì)產(chǎn)生明顯變形（如圖1 所示），與頸椎的真實(shí)情況不符。變形的矢狀面和冠狀面圖像會(huì)對(duì)后續(xù)頸椎椎骨的終板形態(tài)分型研究帶來影響。為解決此問題，一般先對(duì)人體頸椎CT 序列圖像中相鄰層的CT 圖像進(jìn)行層間插值，縮短CT 序列圖像的縱向點(diǎn)長(zhǎng)度，再生成矢狀面和冠狀面圖像，其形態(tài)結(jié)構(gòu)就會(huì)與頸椎真實(shí)情況相符，更有利于后續(xù)對(duì)人體頸椎模型進(jìn)行分析。

圖1 原始頸椎CT 圖像的矢狀面和冠狀面

基于配準(zhǔn)的插值方法[2-4]在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，這種插值方法先通過配準(zhǔn)得到2 張CT 圖像的形變場(chǎng)，由形變場(chǎng)進(jìn)行擬合插值。張杰等[3]提出了基于曲面擬合與配準(zhǔn)的插值算法，針對(duì)非剛性配準(zhǔn)后的B 樣條插值算法對(duì)異常點(diǎn)不敏感的問題，引進(jìn)了薄板曲面擬合的方法，有效地去除了異常點(diǎn)的影響，并且更進(jìn)一步利用雙向形變場(chǎng)將2 個(gè)形變場(chǎng)融合后再結(jié)合樣條插值與曲面擬合來得到插值圖像。這種做法一定程度上提高了插值圖像的精度，但是插值圖像在細(xì)節(jié)的局部放大中仍然有毛刺、偽影現(xiàn)象。……