磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging,MRI)是一種非侵入、無電離輻射的影像學(xué)技術(shù),可以為臨床提供高分辨率的結(jié)構(gòu)和功能影像。但是,傳統(tǒng)MRI以氫質(zhì)子(1H)為觀測(cè)對(duì)象,而肺部主要由空腔組成,1H密度低,因此肺部是傳統(tǒng)MRI的“盲區(qū)”。利用自旋交換光抽運(yùn)技術(shù),能夠?qū)⒍栊詺怏w(如3He和129Xe等)的極化度提高4-5個(gè)量級(jí),從而使肺部氣體磁共振成像成為可能。超極化氣體MRI為肺部的結(jié)構(gòu)和功能評(píng)估提供了一種獨(dú)特策略,在肺部疾病的早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早治療方面具有巨大潛力。然而,超極化氣體的縱向磁化矢量具有不可恢復(fù)性,給超極化氣體磁共振信號(hào)的采集帶來很大限制。此外,大部分超極化氣體MRI方法需要在單次屏氣內(nèi)完成,但較長(zhǎng)的屏氣時(shí)間會(huì)給受試者帶來很大負(fù)擔(dān)。因此,發(fā)展快速成像技術(shù)對(duì)促進(jìn)超極化氣體MRI的臨床應(yīng)用具有重要意義。壓縮感知MRI(Compressed Sensing-MRI,CS-MRI)通過欠采樣k空間數(shù)據(jù)加快成像速度,不需要額外的硬件和序列,是目前超極化氣體MRI中最常用的快速成像方法。但是,CS-MRI技術(shù)存在的一些缺陷,如非線性重建需要較長(zhǎng)的重建時(shí)間和復(fù)雜的...

【文章頁(yè)數(shù)】：120 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 肺部疾病與臨床檢查方法
        1.1.1 肺部結(jié)構(gòu)與功能
        1.1.2 主要的肺部疾病
        1.1.3 肺部疾病的臨床檢查方法
        1.1.4 超極化氣體肺部MRI
    1.2 磁共振成像的基本原理
        1.2.1 磁共振信號(hào)
        1.2.2 磁共振成像
    1.3 快速磁共振成像
        1.3.1 并行成像
        1.3.2 基于壓縮感知的快速磁共振成像
        1.3.3 基于深度學(xué)習(xí)的快速磁共振成像
    1.4 本文的研究意義和主要工作
第2章 基于深度學(xué)習(xí)的MRI重建
    2.1 深度學(xué)習(xí)
        2.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        2.1.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        2.1.3 訓(xùn)練和評(píng)價(jià)
    2.2 欠采樣重建
        2.2.1 CS-MRI
        2.2.2 超極化氣體肺部CS-MRI
    2.3 基于深度學(xué)習(xí)的MRI重建
        2.3.1 基于模型展開的MRI重建
        2.3.2 端到端映射的MRI重建
        2.3.3 基于深度學(xué)習(xí)的MRI重建中存在的問題
    2.4 重建質(zhì)量評(píng)價(jià)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于深度學(xué)習(xí)的超極化氣體肺部MRI重建
    3.1 引言
    3.2 方法
        3.2.1 重建流程
        3.2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        3.2.3 數(shù)據(jù)獲取和預(yù)處理
        3.2.4 網(wǎng)絡(luò)實(shí)施和訓(xùn)練
        3.2.5 性能評(píng)價(jià)
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 C-net和F-net的比較
        3.3.2 CasNet和CS-MRI的比較
        3.3.3 通氣缺陷百分比
        3.3.4 In vivo實(shí)驗(yàn)
    3.4 討論
        3.4.1 CasNet
        3.4.2 性能比較
        3.4.3 加速因子
        3.4.4 本研究的不足
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于深度學(xué)習(xí)的超極化氣體DW-MRI重建
    4.1 引言
    4.2 方法
        4.2.1 重建流程
        4.2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        4.2.3 訓(xùn)練集仿真
        4.2.4 網(wǎng)絡(luò)實(shí)施和訓(xùn)練
        4.2.5 測(cè)試集
        4.2.6 性能評(píng)價(jià)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.1 重建性能比較
        4.3.2 肺部形態(tài)學(xué)參數(shù)分析
        4.3.3 In vivo實(shí)驗(yàn)
    4.4 討論
        4.4.1 DC-RDN
        4.4.2 訓(xùn)練集仿真
        4.4.3 性能比較
        4.4.4 參數(shù)估計(jì)
        4.4.5 本研究的不足
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄 英文簡(jiǎn)寫及中英文全稱
致謝
作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與科研成果



本文編號(hào)：3754253