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

1、核磁共振已經(jīng)成為眾多學科，比如化學、生物和醫(yī)學等，最有效的研究手段之一，這些學科領域都需要用到核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件來進行分析。隨著消費類電子產品的發(fā)展，移動設備在人們的日常生活中扮演越來越重要的角色，出現(xiàn)了各種各樣的軟件來幫助人們更好的工作、學習和生活。然而，在移動設備上卻沒有一款應用程序能用來幫助核磁共振研究人員進行一些基本的數(shù)據(jù)處理，用戶只能依賴傳統(tǒng)的個人電腦。本文將從桌面軟件著手，對核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件的發(fā)展進行介紹，從而引出開發(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，一款免費的iPad應用程序，可以用它來完成基本的核磁共振數(shù)據(jù)處理。開發(fā)Touch NMR的目的就是彌補移動領域核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件的空白。TouchNMR能夠處理來自安捷倫、布魯克以及日本電子等譜儀的自由感應衰減數(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、尋峰、積分等。此外，Touch NMR還支持無畸變極化轉移增強

3、譜編輯，弛豫時間擬合以及二維譜。為了給用戶帶來更好的體驗，Touch NMR充分利用了多點觸控來完成所有操作，用戶只需用手指做不同的手勢，就可以完成所有的數(shù)據(jù)處理。并且支持云存儲，實現(xiàn)了當下最流行的Dropbox作為云存儲提供商，用戶可以輕松的將數(shù)據(jù)與他人共享，或者在不同的設備之間進行同步。Touch NMR可以為核磁共振研究人員在進行基本數(shù)據(jù)處理的過程中節(jié)省大量時間，并且能夠讓科研人員隨時隨地輕松、方便的進行數(shù)據(jù)處理。
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4、不僅對核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件進行了研究，還對磁共振成像重建的并行化計算方法進行了研究。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。對于該技術，提高成像質量和縮短計算時間都是十分重要的?；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)應用于壓縮感知磁共振成像上，用以提高圖像的重建

5、質量。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習和基于小波變換的數(shù)值迭代重建等大量的運算，導致這兩種方法的計算過程都相當耗時。為加速它們的計算過程，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算架構，這種并行化方法易于實現(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性的優(yōu)化方法:忽略平滑圖像塊和預排列的插入排序。仿真結果表明，本文介紹的并行計算架構的加速倍數(shù)與CPU核心的個數(shù)相