基于3D模型的并行磁共振成像算法研究

发布时间：2020-07-12 14:23

【摘要】：无电离辐射的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术是临床诊断和医学研究的重要成像手段之一,能够获取高对比度、高分辨率的医学图像。然而,采集MRI数据需要较长时间,影响MRI技术的广泛应用。并行磁共振成像(parallel MRI,pMRI)技术通过多个线圈接收MRI成像数据,利用多线圈的冗余性,只采集部分k空间数据,减少扫描时间,但需要研究pMRI的重建算法,重建出目标图像。由于pMRI是欠采样系统,机器噪声会影响成像质量,因此需要进一步研究更有效的pMRI技术解决问题。本文利用多线圈的冗余性,研究MRI数据之间的相关性,提出三维图像数据约束模型,解决图像重建产生的混叠伪影和噪声放大的问题,主要创新点:1)利用多个线圈k空间数据的冗余性,将二维MRI信息叠成三维数据,根据三维数据之间的相关性,约束重建图像,抑制伪影和噪声;2)对二维MRI数据做二维小波分解提取特征,再对线圈进行一维Haar小波分解,描述线圈之间特征的内在联系;3)基于MRI三维模型,提出3D稀疏优化模型,在基于交替方向乘子法(ADMM)框架下构造非线性迭代算法3DcGRAPPA插值系数估计算法和3DrGRAPPA重建算法,解决不光滑凸优化重建问题。实验结果表明,本文所提出的3D稀疏优化模型能够校准出精确的插值权重,抑制图像的伪影和噪声,重建出高质量、高对比度的医学图像。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;R445.2
【图文】：

基于 3D 模型的并行磁共振成像算法研究描视野不变的情况下减少信号采集的时间，而且还能保证越被广泛地应用于临床影像检查中。但是 pMRI 也有自身的大加速采样率受限于射频接收线圈的个数，而且当采样率较叠伪影和噪声放大现象，影响医师对病情的判断。在临床应加速采样率被控制在一定范围内，因此通过 pMRI 技术提高间。

5图 2-1 傅里叶频域中心对称性具有空间位置信息，k 空间中定义了频位梯度编码(phase encoding,PE)方向到的数据为一个二维 k 空间，一般定义用xk 和yk 代表两个互相垂直的空间频间信号 xys k, k的大小取决于频域空间 x,y， x,y为图像域信息，即 MRk 空间信号 xys k, k与氢原子密度 x,y

图 2-2 k 空间平面示意图磁共振设备采集到的 k 空间信号为离散信号，假设频率编码方向和相数分别为FEN 和PEN ，即离散信号的采集矩阵大小为FEPEN N，则公式可表示为 FE PExyNxNyikxkyxyskkxye1 1(), ,数据扫描完成后，即可得到 MRI 图像，其重建公式为 PEyFExFExPEyNkyNkxiNkNkxyFEPEskkeNNxy 21 1,1,

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本文编号：2752082