移動(dòng)核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件與磁共振成像重建并行計(jì)算的研發(fā).pdf

1、核磁共振已經(jīng)成為眾多學(xué)科，比如化學(xué)、生物和醫(yī)學(xué)等，最有效的研究手段之一，這些學(xué)科領(lǐng)域都需要用到核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)進(jìn)行分析。隨著消費(fèi)類電子產(chǎn)品的發(fā)展，移動(dòng)設(shè)備在人們的日常生活中扮演越來(lái)越重要的角色，出現(xiàn)了各種各樣的軟件來(lái)幫助人們更好的工作、學(xué)習(xí)和生活。然而，在移動(dòng)設(shè)備上卻沒(méi)有一款應(yīng)用程序能用來(lái)幫助核磁共振研究人員進(jìn)行一些基本的數(shù)據(jù)處理，用戶只能依賴傳統(tǒng)的個(gè)人電腦。本文將從桌面軟件著手，對(duì)核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件的發(fā)展進(jìn)行介紹，從而引出開(kāi)發(fā)

2、基于iPad的核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件的必要性。接著介紹Touch NMR，一款免費(fèi)的iPad應(yīng)用程序，可以用它來(lái)完成基本的核磁共振數(shù)據(jù)處理。開(kāi)發(fā)Touch NMR的目的就是彌補(bǔ)移動(dòng)領(lǐng)域核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件的空白。TouchNMR能夠處理來(lái)自安捷倫、布魯克以及日本電子等譜儀的自由感應(yīng)衰減數(shù)據(jù)。還可以完成一些基本的核磁共振數(shù)據(jù)處理操作，比如快速傅里葉變換、相位校正、基線校正、定標(biāo)、尋峰、積分等。此外，Touch NMR還支持無(wú)畸變極化轉(zhuǎn)移增強(qiáng)

3、譜編輯，弛豫時(shí)間擬合以及二維譜。為了給用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)，Touch NMR充分利用了多點(diǎn)觸控來(lái)完成所有操作，用戶只需用手指做不同的手勢(shì)，就可以完成所有的數(shù)據(jù)處理。并且支持云存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)下最流行的Dropbox作為云存儲(chǔ)提供商，用戶可以輕松的將數(shù)據(jù)與他人共享，或者在不同的設(shè)備之間進(jìn)行同步。Touch NMR可以為核磁共振研究人員在進(jìn)行基本數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中節(jié)省大量時(shí)間，并且能夠讓科研人員隨時(shí)隨地輕松、方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
　　本文

4、不僅對(duì)核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行了研究，還對(duì)磁共振成像重建的并行化計(jì)算方法進(jìn)行了研究。壓縮感知磁共振成像是一種加速磁共振成像的大有可為的技術(shù)。對(duì)于該技術(shù)，提高成像質(zhì)量和縮短計(jì)算時(shí)間都是十分重要的?；趫D像塊的方向性小波(patch-based directional wavelets，PBDW)和基于圖像塊的非局部算符(patch-based nonlocal operator，PANO)已經(jīng)應(yīng)用于壓縮感知磁共振成像上，用以提高圖像的重建

5、質(zhì)量。但是，由于這兩種方法涉及包括幾何方向的估算或者相似性的學(xué)習(xí)和基于小波變換的數(shù)值迭代重建等大量的運(yùn)算，導(dǎo)致這兩種方法的計(jì)算過(guò)程都相當(dāng)耗時(shí)。為加速它們的計(jì)算過(guò)程，本文提出了一種基于多核CPU處理器加速基于圖像塊處理方法的并行計(jì)算架構(gòu)，這種并行化方法易于實(shí)現(xiàn)、通俗易懂，并且效率高。此外，根據(jù)MRI圖像的稀疏性還提出了兩種針對(duì)性的優(yōu)化方法:忽略平滑圖像塊和預(yù)排列的插入排序。仿真結(jié)果表明，本文介紹的并行計(jì)算架構(gòu)的加速倍數(shù)與CPU核心的個(gè)數(shù)相