基于能量約束的MRI運(yùn)動(dòng)偽影校正方法與實(shí)現(xiàn).pdf

1、磁共振成像(MagneticResonanceImaging,MRI)是一種高新技術(shù),憑借其無(wú)侵入式、無(wú)放射性損傷、組織分辨率高、任意方向斷層等優(yōu)點(diǎn),在臨床醫(yī)學(xué)診斷和科學(xué)研究領(lǐng)域扮演越來(lái)越重要的角色。然而,由于磁共振成像過(guò)程采集數(shù)據(jù)時(shí)間較長(zhǎng),患者的無(wú)意識(shí)運(yùn)動(dòng)常常難以避免,造成MRI圖像中含有運(yùn)動(dòng)偽影,影響醫(yī)生做出正確的臨床診斷。由于硬件設(shè)備和對(duì)患者控制等前處理方法抑制運(yùn)動(dòng)偽影效果不理想,越來(lái)越多的學(xué)者投入到圖像后處理算法的研究中。因?yàn)檫\(yùn)

2、動(dòng)的多樣性,MRI圖像中的運(yùn)動(dòng)偽影形成原因比較復(fù)雜。本文的目的是對(duì)理想情況下的運(yùn)動(dòng)偽影進(jìn)行校正,并實(shí)現(xiàn)可視化界面。
　　首先對(duì)核磁共振原理,磁共振成像原理進(jìn)行闡述,介紹核磁共振成像技術(shù)的基本理論知識(shí)和磁共振運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生機(jī)制。
　　然后深入分析了兩種基于MRI能量約束的運(yùn)動(dòng)偽影校正法(基于方向信息測(cè)度恢復(fù)法和基于最小熵約束的MRI運(yùn)動(dòng)偽影校正法)的原理。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)和成像實(shí)驗(yàn)對(duì)以上兩種方法進(jìn)行研究,并分析兩種方法各自對(duì)圖像清

3、晰程度的約束判定。
　　在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),基于方向信息測(cè)度的恢復(fù)法不能正確校正運(yùn)動(dòng)偽影,不能作為圖像清晰程度判定的標(biāo)準(zhǔn),但是也發(fā)現(xiàn)該方法可以很好的尋找到圖像中的邊界,因此可用于其它圖像處理的算法中。
　　在基于最小熵約束的MRI運(yùn)動(dòng)偽影校正法中,校正偽影的關(guān)鍵在于進(jìn)行正確的運(yùn)動(dòng)估計(jì),主要包括:最優(yōu)化校正策略,即在k-空間參考位置的頻率編碼方向和相位編碼方向進(jìn)行逆向運(yùn)動(dòng)模擬;計(jì)算相位偏移量;在圖像域運(yùn)用最小熵約束。運(yùn)動(dòng)估計(jì)之后,反

4、傅里葉變換到頻率域?qū)ζ溥M(jìn)行逆向相位恢復(fù),校正偏移的相位,重建出圖像。算法中改進(jìn)了每次迭代k-空間線的數(shù)目,同時(shí)改變?cè)瓉?lái)單一步長(zhǎng)的校正模式,在迭代過(guò)程中自動(dòng)減小步長(zhǎng)比例,逐次修正掃描信號(hào)在k-空間中已經(jīng)偏移的相位,最大限度的保證了圖像細(xì)節(jié)信息。實(shí)驗(yàn)表明,應(yīng)用改進(jìn)后的算法能有效消除MRI圖像平移運(yùn)動(dòng)造成的偽影,節(jié)約成像時(shí)間和提高校正精度。
　　最后采用Matlab(R2009b)實(shí)現(xiàn)MRI運(yùn)動(dòng)偽影校正,并利用GUI開(kāi)發(fā)工具做出可視化界