面向磁共振圖像重建的壓縮感知方法研究.pdf

1、磁共振成像系統(tǒng)為采集K空間中不同的樣本線，需要不斷改變相位編碼磁場梯度的大小，從而導(dǎo)致信號采集時間過長。而壓縮感知作為一種新興的信號采集與重建理論，其突破了奈奎斯特-香農(nóng)采樣定理對帶寬的要求，通過約束目標信號的變換稀疏性，使以更少樣本精確重建原始信號成為可能。壓縮感知為解決磁共振成像系統(tǒng)信號采樣時間過長的問題提出了新的解決方案。在K空間隨機采集少量數(shù)據(jù)，增加目標信號的變換稀疏性約束，通過非線性重建算法獲得清晰的組織內(nèi)部影像。
　　

2、壓縮感知理論存在三個關(guān)鍵技術(shù)點，即采樣模板的選擇、稀疏變換方法的構(gòu)造和重建算法的設(shè)計。本文的主要工作，即為重建出清晰的磁共振圖像，借助基于稀疏支撐集的壓縮感知、分布式壓縮感知和三維壓縮感知等方法，改進或提出一系列稀疏變換方法和重建算法。
　　首先，通過分析一種現(xiàn)有的基于奇異值分解的稀疏變換方法，發(fā)現(xiàn)其稀疏表示中大系數(shù)的分布規(guī)律，借助稀疏支撐集壓縮感知，提出針對該稀疏表示的稀疏支撐集檢測方法，并提出結(jié)合稀疏支撐集的Support-F

3、CSA重建算法。
　　其次，將多線圈成像系統(tǒng)作為一種特殊的分布式傳感器系統(tǒng)，為充分利用不同線圈圖像間的結(jié)構(gòu)相似性，借助分布式壓縮感知方法，提出基于共享奇異值分解的稀疏變換方法，進而提出多線圈圖像重建方法DCS-SENSE。
　　第三，將多線圈圖像構(gòu)建為三維張量，為同步挖掘線圈圖像內(nèi)部和線圈圖像間的信息相關(guān)性，借助三維壓縮感知方法，提出沃爾什稀疏變換方法從而獲得三個維度上的變換稀疏性，同時改進多線圈圖像重建方法11-SPIRi

4、T提出11-SPIRiT-FCSA重建方法。
　　綜上，本文在磁共振圖像重建場景中，開展了對壓縮感知理論與方法的一系列研究工作?；谙∈柚渭钠娈愔捣纸庀∈枳儞Q方法能夠更準確地獲得目標圖像的稀疏表示;基于共享奇異值分解的稀疏變換和三維沃爾什稀疏變換能夠更充分地利用不同線圈圖像間的結(jié)構(gòu)相似性與信息相關(guān)性?；谌N稀疏變換開發(fā)出的Support-FCSA重建算法、DCS-SENSE重建方法和11-SPIRiT-FCSA重建方法在多種