本文選題：相位對(duì)比磁共振 + 序列優(yōu)化�。� 參考：《東北大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是一種非侵入性的對(duì)人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)成像的技術(shù),與其他醫(yī)學(xué)成像技術(shù)相比,它具有無(wú)放射線損害,能多方向多參數(shù)成像,有高度的軟組織分辨能力等優(yōu)點(diǎn),是醫(yī)學(xué)臨床和科研的一種十分重要的檢測(cè)手段。和其他醫(yī)學(xué)成像方式不同,磁共振成像數(shù)據(jù)采集的過(guò)程需要首先填充傅里葉空間(k空間),然后通過(guò)傅里葉變換得到圖像。實(shí)際上經(jīng)過(guò)傅里葉變換得到的數(shù)據(jù)是復(fù)數(shù),通過(guò)取得其強(qiáng)度信息才得到通常用于診斷的磁共振圖像,但是得到的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)中還包括相位,關(guān)于如何利用其相位信息也衍生出了許多的方法,包括相位對(duì)比磁共振成像,磁敏感度加權(quán)成像等方法。由于相位對(duì)比磁共振成像方法可以測(cè)量液體的流速,所以其在研究人體血流動(dòng)力學(xué)、心臟功能,血管彈性等方面有巨大的潛力,這也是本文研究的重點(diǎn)。因?yàn)橄辔粚?duì)比磁共振成像方法面臨著成像速度不夠快,并且由于其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常之大帶來(lái)了不便于觀察的問(wèn)題,目前在臨床上的應(yīng)用尚不廣泛。本文希望通過(guò)針對(duì)相位對(duì)比磁共振成像所面臨的的問(wèn)題展開(kāi)研究,以推廣該方法的臨床應(yīng)用。本論文主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：第一,對(duì)相位對(duì)比磁共振成像的方式進(jìn)行仿真。相對(duì)于傳統(tǒng)的一維磁共振信號(hào)仿真,本文提出了二維的相位對(duì)比磁共振成像方法對(duì)流動(dòng)模體成像過(guò)程的仿真方法。該仿真通過(guò)模擬相位對(duì)比磁共振序列中射頻脈沖,梯度系統(tǒng),以及自旋核弛豫等部分,可以在設(shè)定液體流動(dòng)方式的前提下得到相位對(duì)比磁共振的仿真圖像。該仿真方法不僅模擬磁共振設(shè)備成像的過(guò)程,還模擬了K空間的數(shù)據(jù)編碼,該方法不僅可以用于相位對(duì)比磁共振成像參數(shù)的優(yōu)化研究還可以用于磁共振數(shù)據(jù)重建的研究。最后通過(guò)和實(shí)驗(yàn)的對(duì)比驗(yàn)證了仿真的有效性。第二,對(duì)相位對(duì)比磁共振測(cè)量血流的序列進(jìn)行優(yōu)化。由于目前對(duì)相位對(duì)比磁共振序列中的擾相射頻脈沖和擾相梯度還沒(méi)有進(jìn)行深入的研究,本文針對(duì)擾相射頻脈沖和擾相梯度分別進(jìn)行了深入的分析和研究。首先通過(guò)理論分析了相位對(duì)比磁共振序列中的擾相射頻脈沖和擾相梯度,然后通過(guò)仿真,模體實(shí)驗(yàn)和志愿者實(shí)驗(yàn)相互驗(yàn)證得出了優(yōu)化的擾相射頻脈沖和擾相梯度。第三,建立基于CPU的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)。由于在目前醫(yī)院大量使用的PC系統(tǒng)中并沒(méi)有配備顯卡(GPU),為了在普通PC上可以很好的進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像三維可視化的顯示,本文基于實(shí)際臨床應(yīng)用的需要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于CPU的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)。該系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的繪制效果使用了光線投射的算法,通過(guò)對(duì)算法的優(yōu)化和針對(duì)CPU結(jié)構(gòu)特性做的線程并行和指令并行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了在保證繪制質(zhì)量前提下很好的交互體驗(yàn)。目前該基于CPU的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)已經(jīng)嵌入東軟PACS工作站和醫(yī)學(xué)圖像工作站。第四,對(duì)醫(yī)學(xué)圖像三維可視化中的關(guān)鍵算法進(jìn)行優(yōu)化。為了提升醫(yī)學(xué)圖像二維可視化的效果,本文提出并應(yīng)用了二維傳遞函數(shù)和新的光照模型,并且提出使用光線投射算法實(shí)現(xiàn)面繪制的方法。二維傳遞函數(shù)的使用可以在可視化結(jié)果中更好的區(qū)分不同的組織,而引入了菲涅爾公式的光照模型可以表現(xiàn)出更加真實(shí)的可視化繪制效果,使用光線投射算法得到面繪制的效果即可以提供一種新的面繪制方案還可以在PC系統(tǒng)配置很低的情況下保證繪制的速度。第五,提出和實(shí)現(xiàn)了四維相位對(duì)比磁共振數(shù)據(jù)可視化的方法。為了能夠觀察到血液隨時(shí)間在人體內(nèi)的流動(dòng)的方式,需要對(duì)四維相位對(duì)比磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。本文提出將不同的流動(dòng)方向和流動(dòng)速度映射為不同的顏色和亮度,得到了隨時(shí)間變化的,血液流動(dòng)信息和解剖圖像相融合的四維相位對(duì)比磁共振可視化結(jié)果,解決了四維相位對(duì)比磁共振數(shù)據(jù)量大,不便于觀察的問(wèn)題。本論文的研究工作具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義,其研究成果不僅提供了相位對(duì)比磁共振序列的優(yōu)化方法還解決了四維相位對(duì)比磁共振圖像的瀏覽難題。如果能夠把本文研究成果應(yīng)用與臨床,則有助于的心血管疾病的診斷和預(yù)防。
[Abstract]:Magnetic Resonance Imaging ( MRI ) is a non - invasive technique for imaging the internal structure of the human body . It has the advantages of no radiation damage , multi - directional multi - parameter imaging and high soft tissue resolution . A new surface rendering scheme can be obtained by using ray projection algorithm to obtain a new surface rendering scheme , which can ensure the speed of drawing while the PC system is low in system configuration . In order to observe the flow of the blood over time in human body , the four - dimensional phase contrast magnetic resonance data is visualized .
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R445.2;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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1 耿兢;樂(lè)濤;;心臟術(shù)后有創(chuàng)動(dòng)脈壓的監(jiān)測(cè)和護(hù)理[J];實(shí)用醫(yī)院臨床雜志;2007年02期

2 劉松橋;邱海波;楊毅;陳永銘;李家瓊;沈菊芳;;每搏輸出量變異度和胸腔內(nèi)血容量指數(shù)對(duì)失血性休克犬容量狀態(tài)的評(píng)價(jià)[J];中華外科雜志;2006年17期

3 齊立行;谷涌泉;俞恒錫;李學(xué)峰;崔世軍;郭連瑞;李建新;張建;汪忠鎬;;糖尿病性和非糖尿病性動(dòng)脈硬化下肢血管造影特點(diǎn)比較及其臨床意義[J];中華糖尿病雜志;2005年06期

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本文編號(hào)：1912770