基于ShearLab 3D变换的3维PET/MRI图像融合

摘要

为了解决阿尔茨海默病3维正电子发射断层成像(PET)与核磁共振成像(MRI)相同位置强度不同问题,同时保留MRI大脑皮质、脑回沟、海马体等的萎缩情况,首先将两幅源图像在统计参量图(SPM)中预处理,再利用3维剪切波系统(ShearLab 3D)最优表达高维数据的能力对图像分解,生成低高频子带,并以方差作为阈值将高频子带分为中高频子带.低频子带使用3维扩展的加权局部能量与改进拉普拉斯算子的加权和加权的融合规则,并引入锐化矩阵为权重参量,使融合图像边缘清晰;中频子带以绝对值为活动度量增强图像的边缘信息;高频子带以3个3维底层特征加权融合规则增强图像的细节特征.最后,利用ShearLab 3D逆变换获得PET/MRI图像.结果表明,ShearLab 3D变换的融合结果整体优于空域和小波变换;ShearLab 3D方法中将不同融合规则对比分析,该算法融合结果的平均梯度、空间频率、边缘强度、综合熵分别提高了11.09％,22.58％,152.68％,0.58％,解决了边缘模糊、细节不清晰的问题.该研究为PET/MRI图像融合提供了参考.