二維部分K空間數(shù)據(jù)重建磁共振圖像.pdf

1、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging MRI)根據(jù)生物體內(nèi)的磁性核在靜磁場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生共振信號(hào)的特性進(jìn)行成像,具有圖像分辨率高、成像參數(shù)多、可任意方向斷層、對(duì)人體無電離輻射傷害等顯著優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今最先進(jìn)的醫(yī)學(xué)成像方法之一,在臨床上和科學(xué)研究中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。然而,常規(guī)的核磁共振成像的時(shí)間太長,導(dǎo)致其成本過高。同時(shí)被驗(yàn)者身體中的生理性運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生影像的模糊和對(duì)比度的失真,無法應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)器官以及神經(jīng)系統(tǒng)等的研究。

2、所以快速磁共振成像成為近來研究的熱點(diǎn)。臨床應(yīng)用中為了縮短成像時(shí)間,一種常見的策略是減少收集的掃描數(shù)據(jù)量,即部分K空間的方法。其特點(diǎn)在于,不改變現(xiàn)有的MRI設(shè)備硬件及掃描方式,是一種低成本的快速成像方法。目前臨床常用的是一維部分K空間數(shù)據(jù)成像,即在相位編碼或頻率編碼上有頻譜缺失。本文提出的二維部分K空間數(shù)據(jù)重構(gòu)的概念,二維部分K空間即在相位編碼和頻率編碼上都有頻譜缺失,這樣能在一維部分K空間的基礎(chǔ)進(jìn)一步加速成像過程。直接對(duì)部分K空間數(shù)據(jù)使

3、用傅立葉反變換方法成像,會(huì)在重建圖像中出現(xiàn)截?cái)鄠斡?。截?cái)鄠斡伴L期以來一直是部分K空間數(shù)據(jù)圖像重構(gòu)所遇到的主要問題,如何消除截?cái)鄠斡暗难芯匡@得比較迫切。迄今為止,學(xué)者們已經(jīng)提出很多減少截?cái)鄠斡暗姆椒?包括濾波法,信號(hào)分析法,相位校正法,奇異譜分解法等。不過這些方法目前只用于一維部分K空間數(shù)據(jù)成像。通過對(duì)已有去除截?cái)鄠斡胺椒ǖ难芯?包括優(yōu)缺點(diǎn)和適用情況等,提出應(yīng)用POCS法和TV方法,消除二維部分K空間數(shù)據(jù)重建時(shí)產(chǎn)生的截?cái)鄠斡?。正交投影變換

4、(POCS)方法是基于相位校正和共軛合成的迭代重建算法,利用低頻數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正,對(duì)缺失的高頻數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù),迭代重復(fù)這個(gè)過程直到結(jié)果趨于穩(wěn)定。整體變分(TV)方法是最早和最好的基于PDE保邊去噪模型之一,它通過對(duì)圖像模型變分最小的處理,目的就是在移除圖像中噪聲及不需要的小尺度細(xì)節(jié)的同時(shí),保護(hù)那些突變的不連續(xù)區(qū)域。本文對(duì)所提出的兩種方法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),包括數(shù)字圖像模型和仿真圖像的實(shí)驗(yàn),得出這兩種方法重建效果明顯優(yōu)于補(bǔ)零法,重建誤差也很小