基于頻率域的并行磁共振成像圖像重建算法及VC實現(xiàn).pdf

1、磁共振成像技術(shù)是醫(yī)學(xué)臨床診斷和研究領(lǐng)域廣泛使用的重要工具之一。傳統(tǒng)MRI成像技術(shù)受限于硬件水平、梯度切換速度和人體承受極限，成像速度達(dá)到了瓶頸，限制了其應(yīng)用范圍。并行磁共振成像技術(shù)在掃描時利用多線圈并行采集技術(shù)進(jìn)行欠采樣，減少了相位編碼方向的采樣數(shù)量，大大縮短了數(shù)據(jù)采集時間，使MRI成像速度在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高成為現(xiàn)實。
　　 對相控陣線圈的每個線圈采集的欠采樣數(shù)據(jù)直接進(jìn)行傅立葉重建，圖像的FOV減小，會產(chǎn)生卷折偽影。并行

2、磁共振成像利用相控陣線圈提供的額外空間定位信息完成去卷折，進(jìn)行圖像重建。國外已經(jīng)成功地把SENSE和GRAPPA等重建算法進(jìn)行了商用，而國內(nèi)MRI技術(shù)落后國外十余年，還未在國產(chǎn)MRI掃描儀上實現(xiàn)并行成像技術(shù)。
　　 本文首先對并行磁共振成像技術(shù)的成像理論和圖像重建方法進(jìn)行了研究。深入分析了兩種基于k-空間數(shù)據(jù)的頻率域圖像重建算法(SMASH和GRAPPA)的原理，并對兩種線圈靈敏度的估計方法（靜態(tài)估計和動態(tài)估計方法）進(jìn)行了分析。

3、
　　 然后研究了采用C++語言實現(xiàn)并行磁共振圖像重建的方法，對工程實現(xiàn)中的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了剖析。針對并行MRI采集的數(shù)據(jù)是復(fù)數(shù)的特殊性，對算法中用到的幾個關(guān)鍵運算的實現(xiàn)進(jìn)行了研究，主要包括：欠采樣數(shù)據(jù)生成和存儲、廣義快速傅立葉變換實現(xiàn)、一般矩陣的Moore-Penrose偽逆求解，以及重建圖像的存儲與顯示。用C++類的形式開發(fā)了SMASH類和GRAPPA類，以成員函數(shù)的形式包裝了算法中的幾個關(guān)鍵步驟，方便調(diào)用，為并行磁共振成

4、像算法的工程實現(xiàn)提供了參考。
　　 最后對創(chuàng)建的SMASH類、GRAPPA類進(jìn)行了測試，成功地得到了重建圖像。采用不同加速因子和ACS行數(shù)量，對兩種重建算法進(jìn)行了試驗，并將重建圖像和多線圈平方和開根算法（SOS）結(jié)果進(jìn)行了比較。通過誤差圖像的RMS得出結(jié)論：對于同一種算法，加速因子和靈敏度估計的準(zhǔn)確性對圖像質(zhì)量有很大的影響。加速因子越大、ACS行數(shù)量越少的圖像質(zhì)量越差；相同重建參數(shù)下，GRAPPA算法比SMASH算法的重建圖像質(zhì)