【摘要】：在快速磁共振成像領(lǐng)域,傳統(tǒng)的基于壓縮感知的快速成像算法(CS-MRI)研究遇到了三個(gè)瓶頸:1)稀疏變換過(guò)于簡(jiǎn)單,無(wú)法捕獲與生物組織相關(guān)的復(fù)雜圖像內(nèi)容;2)參數(shù)選取困難,且通用性不強(qiáng);3)圖像線上重建過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)。深度學(xué)習(xí)方法的出現(xiàn)為快速磁共振成像提供了新的思路,不過(guò)現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)方法大多是由大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的。然而出于對(duì)病人隱私的保護(hù),磁共振成像領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)比較難獲取。相比之下,模型驅(qū)動(dòng)的迭代網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了傳統(tǒng)CS-MRI數(shù)學(xué)模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)少量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練下快速精確的線上磁共振圖像重建。本課題研究了迭代網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法,并在將其成功應(yīng)用到自然圖像的椒鹽去噪任務(wù)后,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),提出了基于迭代加細(xì)網(wǎng)絡(luò)的快速磁共振成像方法。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)構(gòu)建迭代網(wǎng)絡(luò)用于自然圖像椒鹽去噪,利用傳統(tǒng)的雙L1范數(shù)椒鹽去噪模型實(shí)現(xiàn)了迭代網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,驗(yàn)證迭代網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的可行性與網(wǎng)絡(luò)的有效性。(2)構(gòu)建改進(jìn)版的迭代加細(xì)網(wǎng)絡(luò)用于快速磁共振成像,在椒鹽去噪迭代網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的基礎(chǔ)上,對(duì)迭代網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)算法模型和網(wǎng)絡(luò)描述能力兩方面進(jìn)行了改進(jìn),采用具有迭代加細(xì)功能的CS-MRI模型作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),嵌入深度卷積網(wǎng)絡(luò)(CNN)提升迭代網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力。仿真和磁共振復(fù)數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,本課題提出的迭代加細(xì)網(wǎng)絡(luò)具有良好的細(xì)節(jié)保持能力,在重建性能和線上重建速度方面優(yōu)于傳統(tǒng)的重建方法。尤其是相較于基礎(chǔ)版的迭代網(wǎng)絡(luò),本文提出的迭代加細(xì)網(wǎng)絡(luò)在PSNR有1-2dB左右的提升,在視覺(jué)圖上也可以明顯看到更清晰的紋理,表明改進(jìn)后的迭代加細(xì)網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)保持能力更好,具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

第 2 章 理論基礎(chǔ)( 1) ( ) ( 1) ( )( )k k k T k r x x y(2.3)其中，( k+1) 是可學(xué)習(xí)的第(k+1)次迭代的步長(zhǎng)。2)( k +1)x 模塊：在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)模塊的 F ( ) 、G( ) 和 不再固定，其中的參數(shù)都可以學(xué)習(xí)，也就是:( +1) ( +1) ( +1) ( +1) ( +1)(soft( ( , )))k k k k kx G F r (2.4)這樣一來(lái)，每個(gè)模塊中的函數(shù)都有本階段最優(yōu)的表示，可以使圖像重建效果得到很大的提升。圖 2.1 展示了 ISTA-Net 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，可以看出，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由不同網(wǎng)絡(luò)階段級(jí)聯(lián)而成，其中每個(gè)階段包含了兩個(gè)模塊，這兩個(gè)模塊與 ISTA 算法中的兩個(gè)變量迭代求解過(guò)程一一對(duì)應(yīng)。

圖 3.2 IIN 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為了更清楚地介紹該網(wǎng)絡(luò)，以第n個(gè)模塊為例，IIN 中網(wǎng)絡(luò)層的構(gòu)成如下所示：(1) 圖像重建層((n )X )這一層的輸入為觀測(cè)圖像 y 、( n1)t 、( n1)p 、( n1)lz 和( n1)l ，輸出為：( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) ( 1) ( 1)1( ) ( ) ( 1) ( 1)1( ) [ ( )( )]n n L n n n n n nl l l lL n n n nl l l l lx H H t p yH z (3.7)其中，( n)lH 是第 l 個(gè)濾波器，( n)l 是第 個(gè)懲罰參數(shù)，l [1, , L]。需要注意的是，在第一個(gè)模塊中（ n 1），)0(lz 、(0)l 、(0)p 和(0)t 初始值均為零，因此(1) (1) (1) (1) (1) 1 (1)1( ) ( )Ll l l lx H H y 。(2) 卷積層（(n)C ）這一層的輸入是( n)x ，輸出是：( n ) ( n ) ( n)l lC D x(3.8)( n)
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;R445.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;《磁共振成像臨床應(yīng)用入門(mén)(第2版)》已出版[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2019年01期

2 孟令嘯;;復(fù)雜型先天性心臟病磁共振成像的診斷效果評(píng)價(jià)[J];影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用;2019年07期

3 ;《磁共振成像臨床應(yīng)用入門(mén)(第2版)》已出版[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2019年06期

4 ;《磁共振成像》雜志2020年征稿啟事[J];磁共振成像;2019年09期

5 田洪斌;;3.0T磁共振成像的特點(diǎn)和技術(shù)對(duì)策[J];影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用;2019年21期

6 ;《磁共振成像臨床應(yīng)用入門(mén)(第2版)》已出版[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2017年12期

7 ;《磁共振成像臨床應(yīng)用入門(mén)(第2版)》已出版[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2018年01期

8 ;《磁共振成像臨床應(yīng)用入門(mén)(第2版)》已出版[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2017年S1期

9 ;《磁共振成像臨床應(yīng)用入門(mén)(第2版)》已出版[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2018年02期

10 ;《磁共振成像臨床應(yīng)用入門(mén)(第2版)》已出版[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2018年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 周欣;;超靈敏肺部磁共振成像[A];第十九屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2016年

2 畢帆;陳穎;鄭蘊(yùn)欣;姜瑞瑤;李斌;;磁共振成像技術(shù)成熟度評(píng)估模型研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第十五次全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2015年

3 趙強(qiáng);;磁共振成像的臨床應(yīng)用[A];核磁共振技術(shù)及應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2014年

4 鄒利光;;3.0T磁共振成像的特點(diǎn)和技術(shù)問(wèn)題[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第16次全國(guó)放射學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文匯編[C];2009年

5 范六一;;山東省醫(yī)用磁共振成像性能指標(biāo)調(diào)查分析[A];加入WTO和中國(guó)科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對(duì)策（下冊(cè)）[C];2002年

6 鄭富增;;磁共振成像圖像的質(zhì)量控制探討[A];2009中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十七次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

7 余正賢;;磁共振成像尿路造影的應(yīng)用價(jià)值[A];2010中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十八次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

8 雷皓;;轉(zhuǎn)化型小動(dòng)物磁共振成像研究[A];第十六屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2010年

9 蔡志強(qiáng);水淼;王海濤;沈其君;;磁共振成像在子宮內(nèi)膜癌診斷價(jià)值的探索[A];2013年浙江省放射學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

10 杝育文;灻，

本文編號(hào)：2651604