隨著磁共振成像技術(shù)在臨床上的應(yīng)用越來越廣泛,對(duì)磁共振成像質(zhì)量和速度也提出了越來越高的要求。由于磁共振成像過程對(duì)病人身體和器官的移動(dòng)十分敏感,稍微的移動(dòng)便會(huì)使磁共振成像結(jié)果產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影。因此如何有效減少K空間數(shù)據(jù),縮短磁共振設(shè)備掃描時(shí)間,提高磁共振成像速度,成為磁共振研究熱點(diǎn)問題。本文研究一種基于高階全變差模型(HDTV)來重構(gòu)磁共振圖像,相比傳統(tǒng)全變差(TV)、總廣義變差(TGV)磁共振成像方法的重構(gòu)性能。基于HDTV模型的磁共振重構(gòu)方法能夠提高磁共振圖像的重構(gòu)質(zhì)量,減少重構(gòu)誤差,具有更高的信差比,更小的相對(duì)L2范數(shù)誤差以及更好的平均結(jié)構(gòu)相似性,但HDTV方法所需重構(gòu)時(shí)間最長(zhǎng)。在此基礎(chǔ)上,一種基于廣義高階全變差(GHDTV)模型用于重構(gòu)磁共振圖像,利用快速交替最小化方法求解基于廣義高階全變差模型的磁共振圖像重構(gòu)凸優(yōu)化問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在不同加速因子下,與高階全變差重構(gòu)方法對(duì)比,廣義高階全變差方法重構(gòu)的磁共振圖像質(zhì)量更好,具有更高的信差比,更小的相對(duì)L2范數(shù)誤差,而且重構(gòu)時(shí)間少于高階全變差方法。本文提出了結(jié)合剪切波變換與高階全變差(ST-HDTV)模型來重構(gòu)磁共振圖像,通過快速分裂復(fù)合算法和快速迭代收縮閾值算法求解提出的模型,并采用兩組不同的心臟欠采樣磁共振數(shù)據(jù)驗(yàn)證ST-HDTV的重構(gòu)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于ST-HDTV模型的磁共振重構(gòu)方法能夠有效地提高磁共振圖像重構(gòu)的清晰度、減少磁共振圖像重構(gòu)誤差,獲取更多的數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)信息。在不同加速因子下,與GHDTV和ST-TGV方法相比,基于ST-HDTV方法重構(gòu)的磁共振圖像可有效消除重構(gòu)的“階梯效應(yīng)”和“紋理?yè)p失效應(yīng)”,具有更好的重構(gòu)質(zhì)量。因此,基于ST-HDTV的算法具有更好的重構(gòu)效果與應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R445.2;TP391.41
【部分圖文】：

三維笛卡爾采樣模式是通過選層梯度編碼和相位編碼來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)維度上的編碼，再通過頻率編碼實(shí)現(xiàn)第三維度上的數(shù)據(jù)采集，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)三維K空間的數(shù)據(jù)填充。下圖2.1為笛卡爾采樣模式。圖2.1 笛卡爾采樣模式2.1.2 隨機(jī)采樣為了生成K空間隨機(jī)采樣模式，以一個(gè)笛卡爾網(wǎng)格為樣本，對(duì)其每一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)施加一個(gè)小的隨機(jī)漂移，漂移后的網(wǎng)格點(diǎn)就是采樣點(diǎn)的位置，記任意隨機(jī)采樣點(diǎn) ,i ju v 在k空間的坐標(biāo)為：

yk 方向上的間隔應(yīng)減少一半。下圖2.2為隨機(jī)欠采樣模式。圖2.2 隨機(jī)欠采樣模式2.1.3 徑向采樣在磁共振成像系統(tǒng)中，可以利用徑向采樣方法直接減少數(shù)據(jù)采樣數(shù)目，或者將數(shù)據(jù)通過非笛卡爾采樣模式來填充K空間，以達(dá)到縮短數(shù)據(jù)采集時(shí)間的目的。其中，徑向采樣方法摒棄了傳統(tǒng)并行直線式采樣模式，改用沿輻射式的方式來采集MR數(shù)據(jù)。徑向采樣利用正弦梯度磁場(chǎng)、Gx和Gy編碼梯度磁場(chǎng)來改變相位編碼。使總凈梯度矢量方向與x 軸成任意 角度。這里，x 方向、 y方向的總梯度強(qiáng)度G 和 滿足以下關(guān)系：22xyG G G, tan()1xyGGθ 2-(2)使用極坐標(biāo)表示為：GGθx cos， sin yG G2-(3)根據(jù)梯度磁場(chǎng)與k空間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系有：

、網(wǎng)格化法[19,20]等。下圖2.3為徑向采樣模式。圖2.3 徑向采樣模式目前數(shù)據(jù)采樣方法使用最廣泛的仍然是笛卡爾采樣模式，因?yàn)榈芽枖?shù)據(jù)采集過程相對(duì)簡(jiǎn)單，算法簡(jiǎn)便易行，并且具有良好的系統(tǒng)魯棒性，在實(shí)際應(yīng)用中成本較低。但是，由于笛卡爾采樣是采用逐行采樣的模式，對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的偽影十分敏感。與笛卡爾采樣模式相比，徑向采樣模式[21]更具發(fā)展?jié)摿�，主要有以下兩個(gè)原因：第一，在徑向采樣中，每條徑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2823971