磁共振并行成像重建算法研究

【摘要】磁共振成像具有无电离辐射、多参数成像、功能成像、可任意方向断层成像等优点，在临床上已得到广泛的应用,成为最重要的成像方法之一。随着临床上对心脏实时成像、血管造影、脑功能成像等需求下，磁共振快速成像已经成为研究的热点。其中，并行成像和相关算法是当前实现快速成像的一种主流方法。本文介绍了磁共振的基本原理、两类基本的并行成像算法及图像重建效果评价方法等内容。重点对基于K空间域的并行成像算法进行研究，对已有算法进行改进，实现了一种新的并行重建算法。具体研究内容如下：（1）对并行磁共振成像基本算法进行了深入研究，实现了基于图像域重建的SENSE算法和基于K空间域的GRAPPA算法、SPIRiT算法。SENSE算法利用线圈灵敏度对空间的编码作用进行图像重建，在已知线圈灵敏度时是最优的重建方法；GRAPPA算法先用全采样的校验数据计算权重因子，然后利用权重因子计算出未采集的数据重建图像。实验结果表明，GRAPPA算法比SENSE算法更灵活；SPIRiT算法对GRAPPA算法进行了改进，成像质量进一步得到提高。（2）实现了ESPIRiT算法。其通过GRAPPA校验矩阵的特征向量，获得线圈空间灵敏度信息，然后利用非受限的SENSE方法重建图像。实验结果表明，由于利用多组线圈灵敏度信息进行重建，ESPIRiT算法比SENSE算法重建效果好；同时,ESPIRiT算法通过校验矩阵计算出的线圈灵敏度更加准确，在加速比较大时，ESPIRiT算法重建结果优于GRAPPA算法。（3）通过图像的联合稀疏性和新的软阈值函数，对凸投影集算法进行改进。图像的联合稀疏性，可以保留更多的有用信号；新的软阈值函数，能更好的去除噪声。对于仿真图像和脑部图像，改进算法的重建图像归一化均方根误差比原算法，在加速比为4时减小了23%和9%，明显改善了重建图像质量。
【作者】张久明；
【导师】郭树旭；
【作者基本信息】吉林大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】并行成像；ESPIRiT；凸投影集；压缩感知；联合稀疏性；

【参考文献】
[1]刘志军,吴冲龙,汪新庆,刘刚.土地数据仓库建立方法探讨[J].计算机工程与应用,2004,22:174-176.
[2]娄丽雯.概念整合理论下中美脱口秀言语幽默分析[D].浙江工商大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[3]商萌萌.游憩商业区（RBD）对目的地旅游形象的影响研究[D].山东大学,企业管理,2013,硕士.
[4]周锋.基于提升产业国际竞争力的宁波大榭开发区保险箱（柜）行业协会发展研究[D].宁波大学,工商管理,2013,硕士.
[5]倪婷.非法拘禁罪疑难问题研究[D].西南政法大学,刑法学,2012,硕士.
[6]刘兰兰.对外汉语综合教材收录新词新语研究[D].广西师范大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[7]连雷堂.语义信息与名字对面孔加工的影响[D].河北大学,基础心理学,2014,硕士.
[8]段美卿.目的论下《西游记》中佛教思想的翻译研究[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[9]谢坚.存量房批量评估系统的研究与实现[D].杭州电子科技大学,计算机技术,2013,硕士.
[10]梁赫.企业考勤系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[11]何迎.村落传统表演型体育活动的演进[D].首都体育学院,体育人文社会学,2013,硕士.
[12]杨亮.基于多重线性代数理论的脑电信号特征提取研究[D].燕山大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[13]鲁庆.常用香辛料和防腐剂对益生菌增殖的影响[D].中南林业科技大学,森林食品加工与利用,2014,硕士.
[14]赵蓉英,王嵩,柴雯,邱均平.发展与梦想——2014~2015年世界一流大学及学科竞争力评价与结果分析[J].评价与管理,2014,03:26-34.
[15]芦爽.济南旧城区开敞空间控制指标规划研究[D].山东建筑大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[16]张保明.欧元[J].机电国际市场.1998(Z2)
[17]黄飞.基于WebService的CRM系统及其应用研究[D].东华大学,2005.
[18]朱俊伟.论破产管理人制度[D].苏州大学,法律,2003,硕士.
[19]徐叙瑢.徐叙瑢:在中国发光学发展战略研讨会上的讲话[J].发光学报,2014,10:1147-1150.
[20]张硕果.怀山药黄酒工艺及抗氧化的初步研究[D].河南科技大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[21]张保稳,何华灿.有效支持度和模糊关联规则挖掘[J].小型微型计算机系统,2002,09:1104-1106.
[22]张峰,上官铁梁.山西翅果油树群落的多样性研究[J].植物生态学报,1999,05:471-474.
[23]周冰.改性水泥—膨润土垂直阻截墙防渗性能和抗侵蚀能力的研究[D].吉林大学,环境工程,2013,硕士.
[24]侯波.王符的无神论思想探略[D].河北大学,中国哲学,2003,硕士.
[25]王俐.基于Web的教师工作量管理系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[26]崔凤霞.目的论视角下《麦田里的守望者》两中译本的对比研究[D].郑州大学,英语语言文学,2013,硕士.
[27]齐瑞敏.衔接理论应用于大学非英语专业英语阅读的实证研究[D].延安大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[28]朱婉宁.普通高校网球课引入快易网球教学的实验研究[D].西南交通大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[29]李晓理.一类离散时间非线性系统的多模型自适应控制[J].控制与决策,2010,06:841-846.
[30]魏忻芳.浅析服务贸易自由化与中国服务业的对外开放[D].吉林大学,国际贸易学,2004,硕士.
[31]李娜.查干德尔斯成矿花岗岩与西南太平洋岛弧成矿岩浆岩成因比较研究[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2013,硕士.
[32]阎冰.论海上保险人的弃权与禁止反言[D].大连海事大学,国际法学,2004,硕士.
[33]陆洪兴.中国传统旗袍造型结构演变研究[D].北京服装学院,设计艺术学,2012,硕士.
[34].《现代物业·现代经济》2013年第12卷总目录[J].现代物业(中旬刊),2013,12:102-106.
[35]张强.聚类方法在证券行业中的应用[D].天津大学,计算机应用,2003,硕士.
[36]沈金良.连续梁计算机辅助设计系统总体设计及其关键技术[D].西南交通大学,电子与工程信息,2003,硕士.
[37]刘万旭.吉林省县财省管改革对永吉县经济增长的影响[D].吉林大学,区域经济学,2012,硕士.
[38]张天广.欢26块兴隆台油层精细油藏描述[D].东北石油大学,地质工程（专业学位）,2013,硕士.
[39]赵海涛.沈阳市医保城乡统筹的对策研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[40]卢建军.MND董事会建设研究[D].内蒙古大学,高级管理人员工商管理,2013,硕士.
[41]朱军超.大型船舶轴承支撑状态对轴系振动的影响研究[D].武汉理工大学,轮机工程,2012,硕士.
[42]ZHAOJING.Translating Chinese Political Neologisms as a Problem-Solving Process[D].西安外国语大学,翻译,2013,硕士.
[43]刘婷婷,朱光明,魏堃,王永坤,宋蕊.形状记忆聚合物复合材料的研究进展[J].高分子材料科学与工程,2013,11:183-186+190.
[44]吕慧.小学英语课堂对话教学：期望与现实[D].曲阜师范大学,小学教育（专业学位）,2013,硕士.
[45]祁燕.农村初中英语教师专业发展现状分析与对策研究[D].内蒙古师范大学,教育管理（专业学位）,2012,硕士.
[46]秦群星.平衡活动教学法在高中英语语法教学中的应用研究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[47]陈硕.信任视角下的民间金融发展问题研究[J].生产力研究,2014,07:44-46+113.
[48]卢惠林.社会网络中基于集合枚举树的k匿名方法[J].计算机应用研究,2015,7:.
[49]刘子赫.无线传感器网络节点信息及拓扑显示系统设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[50]马佩德.中国大学生的性教育研究[D].浙江大学,中国学,2013,硕士.