基于频率域的并行磁共振成像图像重建算法及VC实现

来源 :中南民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li5301251975
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
磁共振成像技术是医学临床诊断和研究领域广泛使用的重要工具之一。传统MRI成像技术受限于硬件水平、梯度切换速度和人体承受极限,成像速度达到了瓶颈,限制了其应用范围。并行磁共振成像技术在扫描时利用多线圈并行采集技术进行欠采样,减少了相位编码方向的采样数量,大大缩短了数据采集时间,使MRI成像速度在传统技术基础上进一步提高成为现实。对相控阵线圈的每个线圈采集的欠采样数据直接进行傅立叶重建,图像的FOV减小,会产生卷折伪影。并行磁共振成像利用相控阵线圈提供的额外空间定位信息完成去卷折,进行图像重建。国外已经成功地把SENSE和GRAPPA等重建算法进行了商用,而国内MRI技术落后国外十余年,还未在国产MRI扫描仪上实现并行成像技术。本文首先对并行磁共振成像技术的成像理论和图像重建方法进行了研究。深入分析了两种基于k-空间数据的频率域图像重建算法(SMASH和GRAPPA)的原理,并对两种线圈灵敏度的估计方法(静态估计和动态估计方法)进行了分析。然后研究了采用C++语言实现并行磁共振图像重建的方法,对工程实现中的几个关键问题进行了剖析。针对并行MRI采集的数据是复数的特殊性,对算法中用到的几个关键运算的实现进行了研究,主要包括:欠采样数据生成和存储、广义快速傅立叶变换实现、一般矩阵的Moore-Penrose伪逆求解,以及重建图像的存储与显示。用C++类的形式开发了SMASH类和GRAPPA类,以成员函数的形式包装了算法中的几个关键步骤,方便调用,为并行磁共振成像算法的工程实现提供了参考。最后对创建的SMASH类、GRAPPA类进行了测试,成功地得到了重建图像。采用不同加速因子和ACS行数量,对两种重建算法进行了试验,并将重建图像和多线圈平方和开根算法(SOS)结果进行了比较。通过误差图像的RMS得出结论:对于同一种算法,加速因子和灵敏度估计的准确性对图像质量有很大的影响。加速因子越大、ACS行数量越少的图像质量越差;相同重建参数下,GRAPPA算法比SMASH算法的重建图像质量好,但是运算量较大,重建速度较慢。同时,我们采用VS 2005开发平台中的MFC框架,开发了一个基于对话框的并行磁共振重建软件。该软件可以方便地读取原始数据、对重建算法进行选择、存储和读取重建的图像数据,也为后续开发更多新的并行磁共振图像算法类提供了一个基础平台。
其他文献
在幼儿园教学活动中不可避免存在师幼互动过程,师幼互动贯穿整个教学活动.这个过程中师幼之间的关系就具有重要意义.高质量的师幼互动不仅能完成预期的教学目标,还能提高幼儿
氢气作为洁净可再生能源载体以及重要工业生产原料备受关注。通过富甲烷气体,比如天然气,页岩气和煤层气,或者煤/生物质气化气体产物等,和水蒸气进行重整反应是大规模获得氢气的
随着社会的进步,现在的家长越来越重视幼儿园的教学,家长不希望自己的孩子输在起跑线上,同样的教师也不希望自己的孩子输在起跑线上.幼儿园教师在进行教学的时候就应该把握孩
本文针对传统离心分离理论中的极限分离粒径计算公式在超微颗粒离心分离实验中偏差较大的问题,通过引入CFS(coalescedfractalsphere)模型假设,在传统离心分离理论基础上,应用聚
随着计算机技术的提高及数值计算方法的不断完善,数值计算逐渐成为研究海洋工程领域内水波动力学的有效手段,以前难以处理的非线性现象研究课题在数值手段的帮助下也出现了求解
培养幼儿的合作能力是幼儿发展的需要,区域活动是幼儿一日活动的缩影,如何在区域活动中培养幼儿的合作能力是当前幼儿教育教学关注的焦点.因此,研究区域活动中培养幼儿合作能
燃气轮机在国防事业和国民经济中占有非常重要的地位,其运行的安全性可靠性一直备受关注。基于热参数的燃气轮机状态监测及故障诊断技术因其能灵敏准确地反映机组技术状态、预
随着科学技术的发展和时代的进步,社会对我们幼儿教育活动的要求也越来越高,不仅局限于课堂教学,而且要引入更多的多媒体、信息技术等新的教学手段.多媒体教学的优势可以说得
传统教育的共同点是习惯教育.一个人习惯的好坏在很大程度上决定了他一生的成败.要养成一个人的好习惯,必须从小做起,因为孩子在早年的生活中,有很强的可塑性和较差的自控能
本论文以PV型高效旋风分离器为基础,针对分离器的排气方式与排气管结构开展了一系列的试验研究。 首先对旋风分离器的三种不同排气口设置方式(上排气、下排气、双排气)进行