医学磁共振图像Gibbs环状伪影消除新方法研究

论文摘要

伴随着医疗技术水平及计算机技术日新月异的发展,磁共振检查技术已成为疾病诊断不可缺少的先进手段之一。磁共振成像的主要不足,在于它扫描所需的时间较长,因而对一些危重病人或不配合的病人的检查非常困难。临床应用中常常为了缩短成像时间,而减少收集的扫描数据量。在磁共振成像中,通常使用傅立叶成像方法,对有限的数据使用傅立叶变换进行重建,在重建图像中将会出现Gibbs环状伪影。 Gibbs效应长期已来一直是频域数据进行图像重建时所遇到的主要障碍。目前,已经有许多重建技术用来消除Gibbs现象,通常采用滤波的方法来消除此类伪影,但是这将降低图像分辨力造成图像边缘模糊。对如何消除临床磁共振图像中存在的Gibbs伪影的研究显得较为迫切。本文针对采用部分K空间数据进行图像重建时,在MR图像所产生的Gibbs环状伪影的消除展开研究,提出了一种新的、更为有效的重建算法:基于切比雪夫(Chebyshev)多项式的逆向重建算法。 盖根堡(Gegenbauer)方法是近几年提出的算法,它已经被证明是一种能有效消除Gibbs现象的方法,这种方法最大的优点在于能够保持重建后图像的高分辨力,尤其在重建后图像边缘表现良好,这一点正是一般这类伪影消除技术所难以解决的问题。本文在深入分析算法形成机理的基础上也讨论了该算法的限制条件,其中的参数选择必须满足确定条件以满足频域数据的快速收敛条件。否则,会对重建图像质量产生巨大影响。 针对上述不足之处,本文引入逆多项式重建方法,它是针对盖根堡重建方

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 MR中Gibbs环状伪影简介
• 1.2 本文的结构
• 1.3 本文主要研究工作及创新点
• 第二章 磁共振成像基本原理
• 2.1 概述
• 2.2 磁共振现象的物理基础
• 2.3 磁共振图像的信号
• 2.3.1 自旋-晶格弛豫（纵向弛豫）
• 2.3.2 自旋-自旋弛豫（横向弛豫）
• 2.3.3 自由感应衰减信号
• 2.4 磁共振图像的空间定位和重建技术
• 2.4.1 空间定位
• 2.4.2 K空间（K-SPACE）
• 2.4.3 图像重建
• 第三章 MR图像Gibbs伪影形成的基本原理及其消除方法
• 3.1 Gibbs效应
• 3.2 部分K空间数据
• 3.3 MR图像中Gibbs伪影的消除方法
• 第四章 基于Chebyshev多项式的逆向重建算法
• 4.1 概述
• 4.2 频域滤波与边缘检测
• 4.3 Gegenbauer重建方法
• 4.4 逆多项式重建方法（Inverse polynomial reconstruction method）
• 4.5 基于Chebyshev多项式的逆向重建算法
• 4.6 实验结果与讨论
• 4.7 结论
• 第五章 总结和展望
• 5.1 本文研究工作的总结
• 5.2 后续工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表或完成论文与发明专利情况
• 致谢