【摘要】：隨著科技的發(fā)展以及人們生活水平的提高，人類的身體健康成為整個(gè)社會(huì)越來越關(guān)注的問題，在此背景下，醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展勢(shì)頭良好，因此關(guān)于醫(yī)學(xué)影像的研究也變得炙手可熱，并呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的局面，成為中國(guó)新一代的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。 目前醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的當(dāng)屬磁共振成像、超聲、CT等方法，其中磁共振成像因其成像質(zhì)量較高，對(duì)人體無(wú)損傷等優(yōu)勢(shì)應(yīng)用范圍越來越廣泛。其中磁共振參數(shù)成像在臨床應(yīng)用中較為廣泛，通過對(duì)磁共振參數(shù)圖像各點(diǎn)參數(shù)值的分析能夠得到人體組織病變情況，當(dāng)前磁共振參數(shù)成像是磁共振成像的一個(gè)主要研究方向。本文對(duì)人體膝關(guān)節(jié)軟骨部分進(jìn)行磁共振參數(shù)T2成像，通過對(duì)膝蓋軟骨部分的T2值的判斷，得到膝蓋病變情況，在臨床上對(duì)及時(shí)預(yù)防關(guān)節(jié)炎，關(guān)節(jié)囊腫等疾病有一定預(yù)防和指示作用。本文是在膝關(guān)節(jié)磁共振參數(shù)成像基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，針對(duì)磁共振參數(shù)成像速度慢，掃描時(shí)間過長(zhǎng)這一問題，提出了基于改進(jìn)壓縮感知算法的磁共振參數(shù)成像方法，旨在提高磁共振參數(shù)成像速度的同時(shí)，保證成像質(zhì)量。目前壓縮感知因其對(duì)欠采數(shù)據(jù)良好的重建能力在磁共振成像中應(yīng)用較為廣泛�；趬嚎s感知算法在磁共振參數(shù)成像中的應(yīng)用，本文提出了改進(jìn)算法，對(duì)參數(shù)成像過程中出現(xiàn)的多幅圖像在時(shí)間軸上的稀疏變換進(jìn)行研究。目前在磁共振參數(shù)成像中，壓縮感知理論在時(shí)間軸上選取一維主成分分析方法作為稀疏變換。研究前沿方向是在參數(shù)成像中壓縮感知理論在時(shí)間軸上的稀疏變換，由一維主成分分析變換能夠取得比傅里葉變換較好的磁共振參數(shù)成像質(zhì)量，本文在此基礎(chǔ)上提出兩種改進(jìn)方法。第一種，針對(duì)成像速度慢這一現(xiàn)象，提出用二維主成分分析代替一維主成分分析，作為參數(shù)成像過程中時(shí)間軸上的稀疏變換，相應(yīng)的對(duì)壓縮感知算法重建部分進(jìn)行調(diào)整，以此達(dá)到縮短成像時(shí)間的目的，使用該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到了較為理想的結(jié)論，在相同硬件運(yùn)行條件下成像速度由原來的122.9s縮短為現(xiàn)在的33.9s，成像質(zhì)量也有所提高，圖像均值誤差由原來的0.21減小為現(xiàn)在的0.19。為了近一步提高成像質(zhì)量，本文提出了第二種方法，用來取代二維主成分分析在時(shí)間軸上作為稀疏變換，即將小波算法與主成分分析相結(jié)合，本文稱為WAVAPCA算法。在一維主成分分析作為稀疏變換的前提下，使用WAVEPCA變換對(duì)之前數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)原始數(shù)據(jù)首先進(jìn)行小波變換，將得到的小波系數(shù)按維數(shù)整理并對(duì)該系數(shù)矩陣進(jìn)行一維主成分分析，得到最后的稀疏系數(shù)，再反變換回到圖像域，經(jīng)過此番處理，即將進(jìn)行重建的數(shù)據(jù)將會(huì)變得更為稀疏，在壓縮感知理論中，數(shù)據(jù)越稀疏，其重建效果越好。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的仿真處理，取得了相對(duì)理想的結(jié)果，成像質(zhì)量提高較明顯。 本文提出的這兩種方法側(cè)重點(diǎn)，一個(gè)是針對(duì)成像速度慢的問題進(jìn)行改進(jìn)，另一個(gè)是針對(duì)成像質(zhì)量仍需提高這一問題進(jìn)行改進(jìn)。通過對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)的處理，分別證明能夠取得較為理想的結(jié)論。在今后對(duì)磁共振參數(shù)成像的研究中，這兩點(diǎn)如何能夠恰當(dāng)?shù)娜诤弦彩侵档锰剿鞯膯栴}。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R310;TN911.7
【圖文】：

圖 1.1 常見的磁共振 MRI 人腦圖像及腿部圖像MRI 是通過對(duì)處在靜磁場(chǎng)中人體施加一個(gè)特定頻率的射頻脈沖，也被稱frequency，RF，使人體組織中的氫質(zhì)子因受到射頻脈沖的激勵(lì)而產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)的磁共當(dāng)射頻脈沖中止后，進(jìn)動(dòng)的氫質(zhì)子在弛豫過程中返回射頻信號(hào)，即磁共振信號(hào)，線圈所接收，再利用梯度磁場(chǎng)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行空間定位以判斷其在人體對(duì)應(yīng)的位置行圖像重建。與其他醫(yī)學(xué)成像技術(shù)相比較，核磁共振成像具有很多顯著的特點(diǎn)：磁共振成像不使用電離輻射，以射頻脈沖作為成像的能量源，對(duì)人體無(wú)損、為安全；磁共振成像對(duì)腦組織和軟組織分辨力極好，能夠清楚的顯示出腦白質(zhì)、腦灰肌腱、脂肪等軟組織以及軟骨組織，解剖結(jié)構(gòu)以及組織的病變形態(tài)顯示的非常清多方位成像，對(duì)被檢查的部位能夠進(jìn)行冠狀位、矢狀位、軸位三個(gè)方向成像何傾斜方位進(jìn)行層面成像，能夠再現(xiàn)體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)和病變的位置以及相互之間的

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文的磁場(chǎng)進(jìn)動(dòng)的速率是ω1= γB1其中B1代表的是射頻脈沖所致的微弱磁場(chǎng)，因道有兩個(gè)磁場(chǎng)在對(duì)質(zhì)子進(jìn)行作用，其中一個(gè)是 B0，是相對(duì)較強(qiáng)的外磁場(chǎng)，是 RF 射頻脈沖產(chǎn)生的很弱的磁場(chǎng)，那么在兩個(gè)磁場(chǎng)的作用下，質(zhì)子將會(huì)做磁化矢量又是如何變化的呢？如下圖 2.4 所示：

圖 2.5 矩陣 K 空間示意圖溫習(xí)自旋回波脈沖序列：0°脈沖時(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)膶用娼o選擇梯度，Gx;80°脈沖，在一段時(shí)間 TE 后，接收回波；回波時(shí)，施加讀出梯度 Gx;信號(hào)采樣結(jié)果放到 K 空間的某一行，假定這個(gè)回波采集時(shí)沒有在 度，那么在采樣結(jié)束后，將采樣結(jié)果放到數(shù)據(jù)空間中相位編碼為零56*256 的矩陣進(jìn)行 256 次采樣，在數(shù)據(jù)空間上的每行上的 256 個(gè)點(diǎn)空間的第二行，除了采集信號(hào)時(shí)在 y 軸方向使用較小的相位編碼梯據(jù)空間中的每行都包含來自于一個(gè) TR 周期內(nèi)整個(gè)成像層面的信號(hào)

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2757717