基于壓縮感知的磁共振重建技術(shù)（Compressed Sensing Magnetic Resonance Imaging,CS-MRI）可以有效地解決磁共振掃描速度較慢的問題,是磁共振快速成像領(lǐng)域的研究熱點。壓縮感知技術(shù)使用非相干的隨機k空間欠采樣軌跡采集磁共振數(shù)據(jù),并且利用圖像的稀疏性,通過非線性優(yōu)化的方法將欠采樣的數(shù)據(jù)恢復出來,可以得到與原始圖像質(zhì)量相近的高質(zhì)量重建結(jié)果。在CS-MRI框架下,選用合適的稀疏變換方法可以提高磁共振圖像的稀疏性,提升重建質(zhì)量。字典學習是一種可以有效提高磁共振圖像的稀疏性的方法,能夠提升CS-MRI的重建效果。字典學習方法在實際應(yīng)用中通常會將圖像分割成很多的小圖像塊,這有利于更充分地學習圖像的局部細節(jié)特征,抑制混疊偽影和噪聲。同時,字典學習方法還可以通過整合訓練集圖像或先驗圖像的先驗信息來指導CS-MRI重建。先驗圖像能夠提供一些目標圖像的結(jié)構(gòu)特征和解剖細節(jié)信息,使用先驗圖像可以充分利用目標圖像內(nèi)的冗余信息來提高圖像的稀疏性,指導重建過程快速收斂,同時提高重建精度。本論文主要研究了基于字典學習的CS-MRI重建算法,并做出了如下一些貢獻:（1）提出了自適... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

不同參考系下的小磁矩運動情況

上海交通大學博士學位論文第一章緒論第3頁場旋轉(zhuǎn)，在這一參考系下，小磁矩不再進動，如圖1-1所示。這樣可以簡化MRI信號的產(chǎn)生機制，便于理解和分析。如果沿x軸方向再額外施加一個射頻脈沖(RadioFrequency,RF)B1，并使其頻率與質(zhì)子在B0場中的進動頻率相同，則質(zhì)子會吸收射頻脈沖的能量而發(fā)生能級躍遷，此即為核磁共振現(xiàn)象(NuclearMagneticResonance,NMR)。在旋轉(zhuǎn)參考系下凈磁化矢量M只受到B1場的影響，因此凈磁化矢量會繞x軸方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為縱向磁化矢量Mz逐漸變小，橫向磁化矢量Mxy逐漸變大，如圖1-2所示。經(jīng)過時間901/(2Bt)之后，磁化矢量完全翻轉(zhuǎn)到水平面上，這一翻轉(zhuǎn)過程被稱作激發(fā)。使磁化矢量翻轉(zhuǎn)90度的外加磁場被稱作90度脈沖，同理還有180度脈沖，以及其他任意角度的脈沖，實際應(yīng)用中要根據(jù)具體的需求來選用和設(shè)計相應(yīng)的激發(fā)脈沖。圖1-2磁化矢量的激發(fā)過程。(a)沒有施加激發(fā)磁場B1時的凈磁化矢量全部沿z軸方向，橫向磁化矢量為零；(b)90度脈沖激發(fā)之后，磁化矢量的變化狀態(tài)。Fig.1-2ExcitationoftheRFpulse.(a)Theoriginalmagnetizationvectorbeforetheexcitationmagneticfieldisapplied;(b)themagnetizationvectorisflippedintothetransverseplaneafterthe90-degreeRF.使用90度脈沖激發(fā)之后，磁化矢量在水平方向產(chǎn)生分量，并在實驗室參考系下圍繞靜磁場B0進行旋轉(zhuǎn)，此時在周圍放置合適的接收線圈就能采集到對應(yīng)的磁共振信號，這一信號也被稱作自由感應(yīng)衰減(FreeInductionDecay,FID)信號，如圖1-3(b)所示。在撤掉激發(fā)脈沖之后，橫向磁化矢量開始衰減直至消失，縱向磁化矢量逐漸恢復，經(jīng)過足夠的時間之后，會回歸到施加激發(fā)脈沖之前的狀態(tài)，這一過程稱為核磁弛

磁共振FID信號示意圖


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