论文题目: 磁共振运动伪影消除与扩散张量成像技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物医学工程
作者: 江贵平
导师: 陈武凡
关键词: 磁共振成像,运动估计,伪影矫正,伪影,扩散张量,正则化,纤维跟踪
文献来源: 第一军医大学
发表年度: 2005
论文摘要: 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,, MRI)是一种非侵入性的对人体内部结构成像的技术。与其他医学成像技术相比,它具有许多优点,如无放射线损害、能多方向多参数成像、有高度的软组织分辨能力等,是医学临床和科研的一种十分重要的检测手段。 1946年Bloch和Purcell各自领导的研究小组同时发现了核磁共振现象,并为此共同获得了1952年的诺贝尔物理奖。1972年Lauterbur和Mansfield等人利用此现象获得了二维磁共振图像。随后,Damadian等人在1977年研制成功了第一台全身磁共振成像装置。在过去的近30年中,磁共振成像技术得到了飞速的发展,已经从实验仪器发展成了普遍应用于临床的常规检查设备。 作为一种非常重要的成像手段,MRI主要基于对人体中占各种组织70%—90%的水分子的特性进行检测。这些特性可能因疾病或损伤而产生很大的变化,这使MRI成为对疾病或损伤非常敏感的成像技术。现代最先进的磁共振设备不仅可以用来对人体解剖结构和病变进行成像,还可以进行功能成像,检测活体组织中生化过程甚至观察与研究人的思维过程。 然而,在磁共振成像技术的发展过程中,各种伪影却一直干扰着MR的成像质量,甚至影响到疾病的诊断。这些伪影主要包括:化学位移伪影、卷摺伪影、截断伪影和运动伪影等。虽然随着硬件设备和软件技术的不断发展,很多伪影已经基本被克服甚至完全矫正,但是由于病人的运动而造成的运动伪影却一直难以克服。这是因为磁共振与其他设备相比成像时间较长,所以易受到病人运动的影响。运动伪影主要表现为图像混乱(blurring)和周期性叠影(ghost)。伪影叠加在图像上就会造成对关键组织细节的遮挡,从而严重影响临床诊断的准确性。 为了消除MR成像过程中由于运动所带来的伪影,很多科研工作者做了大量的工作。总结起来,MR运动伪影消除方法可以分为两类:前处理伪影抑制法
论文目录:
第一章 MR成像基本原理
1．1 核磁共振现象
1．2 弛豫和磁共振信号的检测
1．2．1 自旋-晶格弛豫
1．2．2 自旋-自旋弛豫
1．3 二维傅立叶成像技术
1．3．1空间定位
1．3．2 K空间(K-SPACE)
1．3．3 图像重建
第二章 MR运动伪影与矫正
2．1 MR运动伪影简介
2．2 MR运动伪影的形成
2．2．1 平移伪影
2．2．2 旋转伪影
2．3 MR伪影消除方法
2．3．1 运动伪影前处理
2．3．2 运动伪影后处理
第三章 基于直方图最小熵的平移运动伪影消除
3．1 概述
3．2 相位差及逆向矫正
3．2．1 相位差分析
3．2．2 相位差的逆向矫正
3．3 迭代约束准则
3．4 逆向迭代矫正过程(ⅡC)
3．4．1 逆向模拟范围
3．4．2 渐进式搜索
3．5 结果与讨论
3．6 小结
第四章 旋转运动的估计
4．1 概述
4．2 目标轮廓线的提取
4．2．1 伪影图像的预处理
4．2．2 窄带水平集ROI提取
4．3 搜索空间的限定
4．4 相似性准则
4．5 结果与讨论
4．6 小结
第五章 旋转运动伪影的消除
5．1 概述
5．2 BSA方法
5．3 K空间数据矫正
5．3．1 数据重叠区的处理
5．3．2 数据空区的处理
5．4 结果与讨论
5．5 小结
第六章 部分K空间数据MR重建的Gibbs伪影消除
6．1 概述
6．2 基于Chebyshev多项式的逆多项式重建方法
6．2．1 频域滤波与边缘检测
6．2．2 逆多项式重建方法(IPRM)
6．2．3 基于Chebyshev多项式的IPRM方法
6．3 结果与讨论
6．4 小结
第七章 磁共振扩散张量成像及可视化
7．1 概述
7．2 扩散张量成像
7．3 DTI数据集可视化的方法
7．3．1 颜色编码法(Color Coding)
7．3．2 图元显示法(Glyph)
7．3．3 纤维跟踪(Fiber Tracking)
7．3．4 体显示
第八章 扩散张量正则化与纤维跟踪
8．1 基于PDEs的扩散张量正则化
8．1．1 基于PDEs的图像正则化概述
8．1．2 图像正则化的Perona-Malik模型及其不足
8．1．3 Alvarez模型及其不足
8．1．4 基于PDEs的张量数据正则化
8．2 基于DT-MRI的纤维跟踪方法
8．2．1 算法基本原理
8．2．2 跟踪的起始和终止
8．2．3 工作流程
8．3 结果与讨论
8．4 小结
第九章 总结与展望
9．1 论文工作总结
9．2 今后工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表和完成的论文
攻读博士学位期间的主要成果
发布时间: 2006-01-06
参考文献
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