基于自適應(yīng)字典的動(dòng)態(tài)MR圖像部分K空間數(shù)據(jù)重建方法研究.pdf

1、磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)因具有無(wú)輻射，多平面成像，掃描參數(shù)多，提供病理信息豐富，軟組織對(duì)比分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，在臨床醫(yī)學(xué)和科研中得到了廣泛的應(yīng)用。而動(dòng)態(tài)MRI，因可以監(jiān)視成像目標(biāo)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，所以普遍應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)器官和功能成像等領(lǐng)域。但是受到成像機(jī)理限制，現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)MR成像技術(shù)的重要不足是成像時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這一方面會(huì)影響成像設(shè)備的效率且會(huì)引起被成像者不適;另一方面被成像者在檢查中的輕微運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的噪

2、聲和偽影也會(huì)嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。由MR的成像機(jī)理可知，成像時(shí)間與數(shù)據(jù)采集量成正比例關(guān)系，但受奈奎斯特采樣定理的約束，傳統(tǒng)MR有效重建所需的數(shù)據(jù)采樣量較大，嚴(yán)重制約MR成像速度。如何在現(xiàn)有的硬件條件下，提高動(dòng)態(tài)MR成像速度就成為了當(dāng)前研究者亟待解決的問(wèn)題。
　　壓縮感知理論(CompressiveSensing，CS)是一種新的非線性信號(hào)采樣定理，能夠有效突破奈奎斯特采樣定理的束縛，可以以遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣定理要求的數(shù)據(jù)量，通過(guò)利用信

3、號(hào)的稀疏先驗(yàn)以很大的概率重建原始圖像，該理論為動(dòng)態(tài)MR圖像重建的研究指明了一個(gè)新的方向。本文在充分研究壓縮感知基本框架的基礎(chǔ)上，將壓縮感知理論應(yīng)用于動(dòng)態(tài)MR圖像重建，提出一種能夠以較低下采樣率重建原始圖像的部分K空間重建方法，能夠有效的提高動(dòng)態(tài)MR圖像的成像速度和成像效果。本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　1.基于雙重稀疏字典的單幀MR圖像部分K空間數(shù)據(jù)重建。鑒于現(xiàn)有基于KSVD算法的自適應(yīng)字典部分K空間MR圖像重建方法速度較慢

4、，難以適用于動(dòng)態(tài)MR圖像重建（一次性需要重建幾十幀），論文使用雙重稀疏字典訓(xùn)練算法(DoubleSparsityKSVD，DSKSVD)替代KSVD算法，在保持重建效果與基于KSVD算法相似的前提下，大幅提高單幀MR圖像的重建速度，使得自適應(yīng)字典方法應(yīng)用于動(dòng)態(tài)MRI重建成為可能。
　　2.綜合利用動(dòng)態(tài)MR圖像的時(shí)空相關(guān)性和稀疏性先驗(yàn)，提出兩種動(dòng)態(tài)MR圖像重建方法:1）考慮動(dòng)態(tài)MRI的時(shí)空相關(guān)性，以立體圖像塊為訓(xùn)練樣本，利用DSKS