检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 85-93页

作者：段继忠肖琛昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

针对并行磁共振成像的重建,提出深度复数注意力网络(DCANet)模型。根据磁共振成像数据的复数性质,该模型使用复数卷积替换常规实数卷积;由于并行磁共振成像的数据中每个线圈获取到的数据有所不同,该模型还使用逐通道的注意力机制来重点... 详细信息

针对并行磁共振成像的重建,提出深度复数注意力网络(DCANet)模型。根据磁共振成像数据的复数性质,该模型使用复数卷积替换常规实数卷积;由于并行磁共振成像的数据中每个线圈获取到的数据有所不同,该模型还使用逐通道的注意力机制来重点关注有效特征较多的通道;该模型使用数据一致性层保留采样过程中的原始数据,最终形成级联网络。使用3个不同的采样模式对2个不同磁共振成像数据序列进行实验,实验结果表明:DCANet模型具有较好的重建效果,能够获得更高的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性指数(SSIM),以及更低的高频误差范数(HFEN),其中,PSNR相比磁共振成像级联通道注意力网络(MICCAN)、Deepcomplex、双倍频网络(DONet)这3种模型平均分别提高了4.52 dB、2.30 dB和1.21 dB。

关键词：并行磁共振成像图像重建深度学习复数卷积网络注意力机制

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并行磁共振成像的编码与重建技术

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生物医学工程学杂志 2010年第2期27卷 471-475页

作者：刘晓芳陈永利叶修梓浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027 中国计量学院信息工程学院杭州310018

近几年出现的并行磁共振成像推动了并行成像技术的发展,该技术的主要特点是欠采样多线圈数据的图像重建。根据这个特点,并行成像技术分成两类:k空间方法和图像域方法。本文首先回顾了基本的并行成像重建算法,指出了不同重建算法应遵循... 详细信息

近几年出现的并行磁共振成像推动了并行成像技术的发展,该技术的主要特点是欠采样多线圈数据的图像重建。根据这个特点,并行成像技术分成两类:k空间方法和图像域方法。本文首先回顾了基本的并行成像重建算法,指出了不同重建算法应遵循的基本原则。然后详细阐述了重建中的编码机制和采样问题,并对两类重建算法进行了比较。最后,本文讨论了并行成像中的噪声传递和抑制问题,并总结了并行成像中的关键问题。

关键词：并行磁共振成像空间谐波同步采集敏感度编码全局自动校准部分并行采集

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并行磁共振成像及相位信息获取方法研究

并行磁共振成像及相位信息获取方法研究

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作者：许林电子科技大学

学位级别：博士

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)以其无电离辐射、无创伤性和良好的软组织对比度等优点成为临床诊断和医学研究中的重要检测工具之一,但过长的扫描时间阻碍了其进一步的推广和应用。并行磁共振成像技术(parallel MRI,pMRI)... 详细信息

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)以其无电离辐射、无创伤性和良好的软组织对比度等优点成为临床诊断和医学研究中的重要检测工具之一,但过长的扫描时间阻碍了其进一步的推广和应用。并行磁共振成像技术(parallel MRI,pMRI)能在扫描视野和空间分辨率保持不变的情况下有效地减少成像时间,从而受到广泛关注。然而,受重建过程中混叠伪影和噪声放大的影响,现有pMRI方法只能在很小的采样加速因子下才能取得较好的图像质量,其成像速度和重建质量有待进一步提高。MRI信号的相位信息能反映生物组织的磁敏感性和主磁场的不均匀性等信息,因而有着广泛的应用前景。在低场MRI中采集到的相位信息的信噪比较低,且相位本身存在缠绕等因素,造成相位信息在现有的MRI重建过程中被忽略。超导和pMRI技术的出现极大地提高了信号的信噪比,使得相位信息在高场MRI中受到越来越多的重视。在pMRI中,每幅线圈接收到的相位是主磁场,自旋质子和接收线圈三者相位的叠加。为了获取质子的真实相位,需要设计出优化的多通道线圈联合方式以去除线圈和主磁场的相位,但目前尚未有标准的线圈联合方法以获取准确的相位信息。针对以上情况,本文以pMRI重建及相位信息获取为研究课题,重点研究了基于K空间重建的广义自校准并行采集成像技术中插值窗的选择、伪影和噪声的去除问题、以及从多通道线圈采集的K空间数据中获取相位信息的方法等。主要研究内容分为以下四部分:(1)研究了一种基于多核学习和支撑向量机的广义自校准并行采集成像算法,以解决传统广义自校准并行采集成像算法的重建精度严重依赖于插值窗等重建参数和采样参数的选取等问题。提出的方法同时利用线性核、多项式核和高斯核将接收到的K空间数据映射到不同的高维特征空间,然后在联合后的高维特征空间中使用支撑向量机方法拟合插值函数。通过MRI设备上采集到的体模和人体成像数据在不同的采样条件下进行重建,其结果表明本文提出的方法能在不同加速因子下完成噪声和伪影之间的权衡和折衷,并且重建结果对参数选取不敏感。(2)将基于K空间重建的pMRI方法中所使用的数据相关性归纳为前向约束、后向约束和自约束。结合这三种约束,提出了一种分离式自约束的并行磁共振成像方法,将K空间的插值问题转化为线性方程组来进行求解。提出的方法分别利用采集到的数据和未采集到的数据构造一种分离式自约束,将由采集到的数据构造的自约束用来自适应地校准自约束系数,从而减少了由于数据相关性在K空间范围内不一致而引入的重建误差。此外,考虑到自约束重建中插值源点和插值目标点都是未采集数据,且在加速采样因子较大时相距较远,本文方法在重建方程中引入了自约束权重以防止过学习问题。并设计了一种通过计算三种约束在全采样的自校准区域的拟合误差来自动估计自约束权重的方法。通过体模和人体成像数据在加速采样下的重建实验结果表明,提出的算法能有效地减少当前pMRI算法重建图像中的混叠伪影和噪声。(3)提出了一种核范数正则化的并行磁共振成像算法以抑制现有pMRI重建中的噪声。提出的方法先将基于K空间重建pMRI中的插值问题转化为线性反问题以便引入正则化约束进行重建。同时,将所有线圈采集到的K空间数据重新排列成具有低秩特性的结构矩阵,从而在反问题求解中引入低秩约束。然后利用核范数代替非凸的秩函数,将重建问题转化为无约束的凸优化问题,并通过交替方向乘子法进行快速求解。通过采集到的人体脑部数据进行加速采样下的重建对比实验,其结果表明本文提出的算法能有效抑制传统pMRI重建中的噪声。(4)首次提出了基于K空间解卷积的相位信息获取方法以解决当前基于图像域幅值加权的相位信息获取方法受pMRI重建中的噪声放大和伪影的影响难以准确地获取扫描组织的相位信息的问题。提出的方法首先通过平方和方法和相位对齐方法分别获取一幅参考线圈图像的幅值和相位,以用来计算线圈敏感度及其频域信息。然后通过截断的线圈敏感度频域信息和接收到的K空间数据来解卷积线圈K空间的联合权重,再通过联合线圈K空间数据得到质子分布的K空间信号,最后通过傅里叶逆变换得到其幅值和相位信息。通过采集到的MRI数据进行相位信息获取实验,其结果表明本文提出的方法与基于幅值加权的方法相比,能有效地减少线圈联合中的相位消除,获取的相位图像中不一致性伪影更少。

关键词：磁共振成像并行磁共振成像 K空间广义自校准并行采集相位信息

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基于正则化的SPACE-RIP并行磁共振成像重建算法

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清华大学学报（自然科学版） 2007年第9期47卷 1545-1548页

作者：肖智魁胡广书清华大学生物医学工程系北京100084

采用并行磁共振成像可以提高成像速度和图像分辨率,但这是以牺牲重建图像的信噪比为代价的。为此,该文提出了一种基于正则化的并行磁共振成像重建算法,降低由于阵列线圈的几何相关而造成的信噪比损失。以预扫描图像作为最后重建图像的... 详细信息

采用并行磁共振成像可以提高成像速度和图像分辨率,但这是以牺牲重建图像的信噪比为代价的。为此,该文提出了一种基于正则化的并行磁共振成像重建算法,降低由于阵列线圈的几何相关而造成的信噪比损失。以预扫描图像作为最后重建图像的先验信息,用L曲线方法求解最佳正则化参数。实验表明,该方法能较大限度地减弱噪声对重建结果的影响,当SPACE-RIP并行成像技术的加速因子达到4时,仍可得到高质量的高分辨率重建影像。重建后的图像质量良好,对临床诊断具有较高实用价值。

关键词： SPACE-RIP 正则化并行磁共振成像 L曲线

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基于鲁棒估计的并行磁共振成像中部分数据重建算法

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计算机学报 2011年第9期34卷 1732-1738页

作者：黄鑫陈武凡冯衍秋中国人民解放军总医院器械处北京100853 南方医科大学生物医学工程学院广州510515

部分傅立叶数据重建和多通道并行成像是两种有效的磁共振快速成像技术,两种技术都是通过减少梯度编码步数来缩短数据获取时间.结合技术相比于单项技术可以更加有效地提高扫描速度.但是,由于在部分数据恢复过程中由于共轭对称性的破坏会... 详细信息

部分傅立叶数据重建和多通道并行成像是两种有效的磁共振快速成像技术,两种技术都是通过减少梯度编码步数来缩短数据获取时间.结合技术相比于单项技术可以更加有效地提高扫描速度.但是,由于在部分数据恢复过程中由于共轭对称性的破坏会产生破坏数据并且带来相位偏移,使得在之后进行的并行重建过程产生误差,造成重建图像产生伪影.文中提出了一种新的约束重建算法去消除重建图像中产生的伪影.算法应用AM鲁棒估计的框架对破坏数据进行数据修正,很好地抑制了异常值对数据集造成的影响.实验结果显示文中算法达到了优质快速成像的目的,更具有实用性.

关键词：磁共振成像部分傅立叶数据重建并行磁共振成像 SENSE算法鲁棒估计

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并行磁共振成像的图像重建算法及实现

并行磁共振成像的图像重建算法及实现

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作者：熊琼中南民族大学

学位级别：硕士

磁共振成像作为一种无损伤的影像检测技术,在临床诊断和科学研究等方面发挥了巨大作用。然而成像速度限制了其在临床很多场合的应用,如心血管系统的实时成像和脑功能成像等。并行磁共振成像技术采用多个接收线圈阵列同时采集数据,在保... 详细信息

磁共振成像作为一种无损伤的影像检测技术,在临床诊断和科学研究等方面发挥了巨大作用。然而成像速度限制了其在临床很多场合的应用,如心血管系统的实时成像和脑功能成像等。并行磁共振成像技术采用多个接收线圈阵列同时采集数据,在保持空间分辨率不衰减的情况下,减少相位编码步数,对K空间进行欠采样,大幅度缩短了MR扫描时间,提高了成像速度。但是如果对每个线圈数据直接进行傅里叶变换,得到的是带有重叠伪影的图像,必须采用特殊的重建算法进行图像重建,才能得到一幅无重叠的全FOV图像。本文首先对四种常见的并行磁共振图像重建算法SENSE、SMASH、GRAPPA以及PILS进行了深入研究,分析了采用不同重建算法以及不同加速因子组合对重建图像质量的影响,同时对加速因子固定条件下不同算法的重建速度进行了比较,结果表明,加速因子相同时,在重建质量方面,GRAPPA和SENSE的重建质量最好,SMASH的重建质量次之,PILS的重建质量最差;在重建速度方面,SMASH的重建速度最快,其次是SENSE和PILS,GRAPPA的重建速度最慢,当加速因子变大时,所有算法重建质量都变差,也即并行磁共振成像速度的提高是以牺牲重建图像的SNR为代价。然后讨论了决定重建图像质量的关键因素——线圈灵敏度的两种计算方法:参考扫描法和自动校准扫描法。首先分析了两种方法的优缺点,然后对自动校准扫描法ACS行数以及灵敏度平滑方法的选择进行了研究和改进,结合现有灵敏度估计方法在成像区域外有较大取值,而这些值不但对重建没有任何作用,反而会引入干扰的特性,我们提出一种改进的灵敏度计算方法,即采用32行ACS数据进行灵敏度估计,得到粗糙灵敏度后,先提取感兴趣区域的灵敏度,再用flattopwin窗进行平滑处理,这样计算得到的灵敏度的准确性大大提高。最后将改进的灵敏度引入自动校正SENSE重建,结果表明,改进后的方法重建图像的质量较改进前有了很大的提高。我们在MATLAB图形用户界面开发环境GUIDE中,开发了一套并行磁共振成像图像重建软件。该软件可以现实原始MRI数据的读入、处理、图像重建以及不同算法重建结果性能比较分析等功能,是学习以及进一步研究与开发并行磁共振成像图像重建方法的有力工具。

关键词：磁共振成像并行磁共振成像图像重建线圈灵敏度

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并行磁共振成像算法研究

并行磁共振成像算法研究

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作者：魏志文中山大学

学位级别：硕士

近几年，在快速磁共振成像领域，并行磁共振成像（parallel magnetic resonance imaging，pMRI）近几年成为了研究热点，它是利用多个射频线圈同时接收磁共振信号，用线圈的敏感度代替部分相位编码步数，从而大大加快成像速度。成熟的... 详细信息

近几年，在快速磁共振成像领域，并行磁共振成像（parallel magnetic resonance imaging，pMRI）近几年成为了研究热点，它是利用多个射频线圈同时接收磁共振信号，用线圈的敏感度代替部分相位编码步数，从而大大加快成像速度。成熟的算法包括SMASH、SENSE、GRAPPA算法等等，其中SENSE和GRAPPA算法已成功运用在商用机器上，取得了较好的临床效果。\n 本文首先介绍了磁共振成像的物理原理，在此基础上简要分析了几种并行磁共振成像算法。接着论文分析了常用的GRAPPA算法，其在理论研究领域和临床上都有广泛的应用。指出GRAPPA算法之所以效果不理想，是因为它把k空间序列假设为一个二维自回归过程来处理，而这个假设不一定总是成立的。文中推导了这个假设成立的条件，并且给出了一个误差函数。\n 在采集k空间数据时，仅仅采集低频部分，高频部分直接填0，这样可以缩短采集时间，但重建的图像会产生截断伪影。奇异值分解法是近年提出的算法，它已经被证明是一种具有高分辨率，并能显著消除伪影的方法。此方法的核心问题是准确确定奇异值的位置及其大小。本论文将现有的基于单线圈奇异值分解消除截断伪影的方法推广到了并行多线圈，达到加速成像的目的，通过大量的临床数据仿真实验证明了该方法的有效性。

关键词：并行磁共振成像自回归过程 GRAPPA算法奇异值分解二维系统

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非笛卡尔并行磁共振成像数据的自适应约束重建新算法

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中国生物医学工程学报 2011年第2期30卷 183-188页

作者：周爱珍梅颖洁王聪莫纪江陈武凡冯衍秋南方医科大学生物医学工程学院广州510515

多通道欠采样非笛卡尔轨迹数据重建是当前磁共振成像的研究热点,当欠采样因子比较大时,病态问题往往使得敏感度编码(SENSE)方法重建图像信噪比严重降低,传统的解决方法是在重建方程中引入Tikhonov约束或TV约束。提出自适应约束的SENSE... 详细信息

多通道欠采样非笛卡尔轨迹数据重建是当前磁共振成像的研究热点,当欠采样因子比较大时,病态问题往往使得敏感度编码(SENSE)方法重建图像信噪比严重降低,传统的解决方法是在重建方程中引入Tikhonov约束或TV约束。提出自适应约束的SENSE重建算法,由先验图像的梯度特征并借鉴PM模型的思想决定惩罚函数,在梯度幅值较大的区域使用各向异性扩散的TV约束方式,在梯度幅值较小的区域使用各向同性扩散的Tikhonov约束方式。进行8通道2.6倍欠采样可变密度螺旋轨迹人体动静脉畸形瘤动脉注射X线的仿真实验。结果表明,与平方和(SOS)重建方法、传统无约束SENSE重建方法以及TV约束SENSE重建方法相比,本算法可以有效抑制部分数据成像带来的噪声和伪影,并能较好保护图像细节尤其是小细节信息,成像效果优于传统方法。

关键词：并行磁共振成像敏感度编码(SENSE) 非笛卡尔采样自适应约束

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一种并行磁共振成像伪影消除方法

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电路与系统学报 2008年第1期13卷 18-22页

作者：黄鑫陈武凡卢振泰冯衍秋南方医科大学生物医学工程学院广东广州510515

多线圈采集技术与并行成像算法通过降低磁共振成像所必需的梯度编码步数有效提高了成像的扫描速度。但是在数据采集过程中,运动常常会使线圈数据发生异常,从而对最终重建图像质量产生很大影响。本文提出了一种新的重建算法去消除重建图... 详细信息

多线圈采集技术与并行成像算法通过降低磁共振成像所必需的梯度编码步数有效提高了成像的扫描速度。但是在数据采集过程中,运动常常会使线圈数据发生异常,从而对最终重建图像质量产生很大影响。本文提出了一种新的重建算法去消除重建图像中产生的伪影。算法把破坏数据看成观测数据样本中的异常值,应用了AM鲁棒估计进行数据修正,很好的抑制了异常值对数据集造成的影响。本研究分别对多线圈并行采集的体模数据与真实脑部数据进行了实验,结果显示算法可以有效消除破坏数据在重建图像中产生的伪影,并通过对比实验充分显示了本算法的优越性。

关键词：并行磁共振成像鲁棒估计 SENSE算法

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基于非局部均值平滑约束的并行磁共振成像重建算法

引用

南方医科大学学报 2007年第8期27卷 1170-1172页

作者：冯衍秋黄鑫陈阳陈武凡南方医科大学生物医学工程学院广东广州510515

目的提出一种图像重建新算法提高磁共振并行成像质量,消除图像中的噪声与伪影。方法在现有并行成像重建算法中引入基于非局部均值的空间平滑约束。结果在加速因子较大时,本算法可以有效地抑制重建图像中的噪声及伪影。结论通过在并行成... 详细信息

目的提出一种图像重建新算法提高磁共振并行成像质量,消除图像中的噪声与伪影。方法在现有并行成像重建算法中引入基于非局部均值的空间平滑约束。结果在加速因子较大时,本算法可以有效地抑制重建图像中的噪声及伪影。结论通过在并行成像算法中引入基于非局部均值的平滑约束。

关键词：并行磁共振成像 SENSE 正则化平滑约束非局部均值

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