本文關(guān)鍵詞：基于并行重建和壓縮感知的磁共振快速成像方法研究

  更多相關(guān)文章： 磁共振成像 K空間 靈敏度編碼 部分傅里葉變換 壓縮感知

【摘要】：磁共振成像作為一種無(wú)損傷的醫(yī)學(xué)影像診斷手段，可以精確獲得人體器官和組織的生理功能、解剖結(jié)構(gòu)和病變信息，在當(dāng)今醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的磁共振信號(hào)掃描與圖像重建需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，成像速度過慢，無(wú)法滿足心臟成像、腦功能成像等對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的磁共振臨床應(yīng)用。因此，提高磁共振成像的掃描速度已經(jīng)成為臨床醫(yī)生和患者共同的迫切要求。而加快磁共振成像速度的關(guān)鍵和熱點(diǎn)就是研究快速有效的K空間采集方式和重建算法�；诖�，本文從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，研究了基于并行重建和壓縮感知理論的磁共振快速成像方法，在保證重建圖像信噪比的同時(shí)有效減少了磁共振成像時(shí)間。本文的主要工作與貢獻(xiàn)如下： 1. SENSE算法的分析和實(shí)現(xiàn)。SENSE是一種基于圖像空間的并行重建算法，利用多個(gè)通道空間陣列線圈接收?qǐng)D像，并根據(jù)每個(gè)通道的空間靈敏度來(lái)展開欠采樣產(chǎn)生的卷褶偽影。本文采用參考掃描法獲取接收線圈的空間靈敏度矩陣，分析了選取不同的自動(dòng)校準(zhǔn)行（Auto Calibration Signal，ACS）對(duì)線圈靈敏度估計(jì)精度的影響，同時(shí)對(duì)ACS固定條件下采用不同降采樣因子R的重建結(jié)果進(jìn)行了比較，量化并評(píng)估了不同參數(shù)條件下重建圖像的信噪比以及重建時(shí)間，對(duì)SENSE重建算法的有效性進(jìn)行了充分的驗(yàn)證。 2.基于目前Zero-padding重建方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)傅里葉變換的共軛對(duì)稱性質(zhì)以及磁共振K空間的特點(diǎn)提出了Advanced Zero-paddingPFFT(Partial Fast FourierTransformation，PFFT)新的重建算法。重建結(jié)果表明，Advanced Zero-paddingPFFT利用共軛對(duì)稱性采集K空間信號(hào)，不僅進(jìn)一步縮短了磁共振掃描時(shí)間，而且在圖像重建的過程中恢復(fù)了更多的高頻細(xì)節(jié)信息，有效解決Zero-padding重建在臨床應(yīng)用中廣泛存在的Gibbs高頻截?cái)鄠斡暗膯栴}。 3.研究了壓縮感知理論在磁共振快速成像中的應(yīng)用。本文對(duì)壓縮感知理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)做了簡(jiǎn)單介紹，工作內(nèi)容側(cè)重在壓縮感知的關(guān)鍵步驟：信號(hào)稀疏表示，測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì)和信號(hào)重構(gòu)三個(gè)問題如何應(yīng)用到磁共振成像中。磁共振圖像的稀疏表示可以體現(xiàn)在小波變換域和傅里葉變換域。本文嘗試了不同的K空間隨機(jī)降采樣方案作為觀測(cè)方法，，通過求解約束條件下磁共振圖像稀疏表示的最優(yōu)化問題，重建原始的磁共振圖像。
【關(guān)鍵詞】：磁共振成像 K空間 靈敏度編碼 部分傅里葉變換 壓縮感知
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R310
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.1.1 磁共振成像系統(tǒng)簡(jiǎn)介9-10
• 1.1.2 磁共振快速成像研究的意義10
• 1.2 磁共振快速成像的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容12
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 磁共振成像原理14-23
• 2.1 引言14-15
• 2.2 磁共振成像的物理原理15-17
• 2.3 磁共振信號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)17-19
• 2.3.1 縱向弛豫（自旋-晶格弛豫 spin-lattice relaxation）17-18
• 2.3.2 橫向弛豫（自旋-自旋弛豫 spin-spin relaxation）18-19
• 2.4 磁共振信號(hào)的空間定位19-20
• 2.5 磁共振圖像重建與K空間20-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第三章 基于SENSE并行算法的磁共振成像23-34
• 3.1 引言23-24
• 3.2 SENSE并行成像原理24-26
• 3.3 接收線圈空間靈敏度矩陣的估計(jì)26-28
• 3.4 重建結(jié)果與分析28-33
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與重建結(jié)果28-29
• 3.4.2 SENSE重建算法評(píng)價(jià)29-30
• 3.4.3 結(jié)果分析與討論30-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 基于Zero-padding的并行重建及改進(jìn)34-42
• 4.1 引言34
• 4.2 Zero-padding 和Gibbs截?cái)鄠斡?/span>34-36
• 4.3 基于Partial FFT改進(jìn)的Zero-padding重建36-38
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析38-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第五章 基于壓縮感知重建的磁共振成像研究42-54
• 5.1 引言42
• 5.2 壓縮感知原理及其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)42-47
• 5.2.1 磁共振K空間信號(hào)的稀疏表示43-45
• 5.2.2 信號(hào)的測(cè)量45-46
• 5.2.3 信號(hào)的重構(gòu)46-47
• 5.3 基于頻率域隨機(jī)降采樣觀測(cè)的信號(hào)重建47-50
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-53
• 5.4.1 基于模板的K空間變密度隨機(jī)降采樣50-52
• 5.4.2 基于相位編碼行的隨機(jī)降采樣52-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 總結(jié)與展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 致謝59-60
• 附件60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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本文編號(hào)：912192