壓縮感知磁共振成像技術(shù)及重建方法研究.pdf

1、磁共振成像是一種非侵入性無損傷的影像檢測技術(shù)。同 CT等成像技術(shù)不同，MRI具有無電離輻射、多參數(shù)成像、高對比度等優(yōu)點，成為臨床醫(yī)學中的一種重要診斷工具。盡管如此，但MRI具有自身的缺點即掃描時間長成像速度慢，這限制了它在很多臨床場合的應用。因此，自磁共振成像技術(shù)誕生以來，人們就一直在探索磁共振快速成像方法。由此發(fā)展出了螺旋采集、輻射狀采集、并行成像等方法，這些方法在一定程度上大大提高了成像速度。但仍不能滿足臨床中那些對時間要求很高的應

2、用場合。
　　2006年D.Donoho等人提出了壓縮感知理論，它與傳統(tǒng)采樣定理不同，只需采集少部分數(shù)據(jù)就能夠高質(zhì)量地重建出信號。因此，很快就提出了基于壓縮感知的磁共振成像技術(shù)?，F(xiàn)已有不少關(guān)于 MRI的CS新算法，但這些算法還出在仿真階段。在工程上實現(xiàn)它還有兩方面的問題需要考慮，一是序列設(shè)計，二是CS重建算法的工程實現(xiàn)。我們的方法即解決了第二個方面的問題。
　　本文首先對磁共振成像技術(shù)原理進行了研究，結(jié)合磁共振成像方法探究了

3、壓縮感知理論框架及其在MRI中運用所需滿足的條件。分析了在設(shè)計測量矩陣即采樣方法時所需滿足的非相關(guān)性，對各種MRI圖像所需的稀疏變換方法進行了研究。在采樣方法方面，我們設(shè)計了幾種采樣軌跡，但由于硬件方面的限制及CS的要求，對于二維MR圖像，一般使用1D變密度隨機采集；在稀疏變換選擇方面，簡單圖像使用全變分變換就能滿足稀疏要求，而復雜圖像則需小波變換等其它稀疏變換方法。同時，我們也對壓縮感知重建算法進行了深入地剖析。
　　然后，采用

4、C++語言對壓縮感知重建算法進行研究實現(xiàn)，完成CS-MRI算法的工程化，并對實現(xiàn)中的幾個關(guān)鍵問題進行了分析。對該算法涉及到的一些重要函數(shù)實現(xiàn)進行了詳細地說明，主要包括：模型數(shù)據(jù)的生成，快速傅里葉變換實現(xiàn)、不同采樣軌跡函數(shù)實現(xiàn)、圖像的全差分和小波稀疏變換實現(xiàn)，CS重建算法核心函數(shù)的實現(xiàn)等。
　　最后，在VC++6.0平臺利用MFC的框架開發(fā)了一個基于對話框的壓縮感知磁共振重建軟件。該軟件實現(xiàn)的功能主要包括：（1）建立圖像模型及引入儀