基于徑向軌跡稀疏采樣的快速磁共振成像方法研究
發(fā)布時間:2021-07-30 16:51
磁共振成像是一種利用核磁共振原理進行人體成像的技術,與其他醫(yī)學成像方法相比,如CT、超聲檢測等,磁共振成像具有軟組織對比度率高、對人體無電離輻射危害、能夠反映器官或組織的生化特征等優(yōu)點,已成為醫(yī)學影像領域最重要的技術之一。 受傳統(tǒng)奈奎斯特采樣定理限制,基于笛卡爾采樣軌跡的磁共振成像數(shù)據(jù)采集時間長,成像速度較慢,無法滿足臨床一些高端實時成像的要求,因此一直在研究加快磁共振成像速度的方法,并行成像、非笛卡爾軌跡采樣(如徑向采樣)就是其中典型的方法。多通道并行成像能加快數(shù)據(jù)的采集,而徑向采樣的采樣模式?jīng)Q定其對K-空間中心數(shù)據(jù)的過采樣,而k-空間中心數(shù)據(jù)決定圖像的主要信息,因此徑向采樣對物體的運動沒有笛卡爾采樣那么敏感,這也有利于MRI圖像的對比度和從并行成像的欠采樣數(shù)據(jù)中獲得低分辨率圖像,因此本文針對徑向軌跡稀疏采樣磁共振成像作如下研究: (1)針對非笛卡爾軌跡磁共振數(shù)據(jù)不能直接利用傅里葉變換得到圖像的問題。本文利用gridding算法,用Kaiser-Bessel窗對徑向軌跡采集的Shepp Logan體模數(shù)據(jù)插值到均勻的網(wǎng)格點,然后傅里葉變換仿真重建得到圖像,并對傳統(tǒng)笛卡爾直線式采樣、徑向2倍欠采樣和徑向3倍欠采樣數(shù)據(jù)的重建后的圖像進行了研究和實驗分析。 (2)對于多通道并行徑向采樣磁共振成像,本文提出重建新算法:把多通道線圈的先驗信息經(jīng)平滑后用線圈平滑因子表示,然后利用圖像的稀疏性,與CS圖像重建結合起來,采用非線性高斯牛頓迭代算法重建圖像。本文算法結合非線性反演法和全變分正則項的優(yōu)點能更好的估計多通道線圈的靈敏度信息,從而改進重建后圖像質量。磁共振圖像重建實驗結果表明,在欠采因子比較大時,改進后的算法提高了重建圖像的質量。
【學位授予單位】:湖南師范大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:R445.2;TP391.41
本文編號:2743505
【學位授予單位】:湖南師范大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:R445.2;TP391.41
文章目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究內(nèi)容
1.4 本文結構
第二章 磁共振成像原理
2.1 核磁共振原理
2.1.1 原子核的自旋和磁矩
2.1.2 核磁共振的條件
2.2 磁共振圖像信號的產(chǎn)生及檢測
2.2.1 弛豫
2.2.2 自由感應衰減信號及檢測
2.3 核磁共振圖像的形成
2.3.1 空間編碼
2.3.2 采樣時間
2.4 K-空間與傅里葉成像
2.4.1 K-空間定義
2.4.2 二維圖像傅里葉重建
2.5 采樣和分辨率
第三章 徑向采樣磁共振網(wǎng)格化重建算法研究
3.1 radial采樣
3.1.1 radial采樣軌跡
3.1.2 radial采樣的優(yōu)缺點
3.2 網(wǎng)格化重建
3.2.1 網(wǎng)格化插值
3.2.2 采樣密度補償
3.2.3 網(wǎng)格化的幾個參數(shù)
3.3 實驗仿真結果
3.3.1 圖像質量評價
3.3.2 實驗結果與分析
第四章 稀疏徑向采樣并行磁共振重建算法研究
4.1 稀疏磁共振圖像重建
4.1.1 壓縮感知理論
4.1.2 基于壓縮感知的磁共振成像
4.2 基于非線性反演法的改進算法
4.3 試驗結果與分析
4.3.1 Shepp Loan仿真實驗
4.3.2 在體采集數(shù)據(jù)實驗
第五章 總結與展望
5.1 本文工作總結
5.2 未來工作展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文目錄
致謝
【參考文獻】
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3 劉平;磁共振非笛卡爾采樣數(shù)據(jù)的快速成像算法研究[D];南方醫(yī)科大學;2009年
本文編號:2743505
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