基于紧标架加权稀疏约束的磁共振图像重建

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bjqtq757
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(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是无创和无放射性的成像方法,被广泛地应用于临床诊断中。但过长的扫描时间难以捕获信号的快速变化,对于有运动的部位成像容易产生伪影。因此,减少数据的扫描时间,同时获取高质量的磁共振图像是学术界和工业界的目标。基于压缩感知的磁共振成像(Compressed Sensing MRI,CS-MRI)是加速 MRI 的重要方式。CS-MRI 的关键之一是图像的稀疏表示,主要分为正交稀疏表示和冗余稀疏表示,后者以紧标架为代表。基于紧标架的稀疏重建能够捕捉更多的图像特征,从而更好地抑制噪声和伪影。紧标架稀疏表示下包括综合型和分解型两种重建模型,后者已被前人验证表明重建误差更低。对于分解型重建模型的求解,屈小波等人提出了一种简单高效的投影快速迭代阈值算法(projected Fast Iterative Soft-thresholding Algorithm,pFISTA)。但是,目前关于pFISTA的研究集中于笛卡尔欠采样稀疏重建,对于非笛卡尔欠采样稀疏重建问题及应用尚未涉及。动态对比度增强成像(Dynamic Contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)能够表征组织的形态学特征和微血管血流动力学特征,被广泛地用于肿瘤严重等级检测以及靶向药疗效评估中。传统笛卡尔采样的DCE时间分辨率较低,难以捕捉到完整的动态变化。近年来,非笛卡尔黄金角放射线采样被用于实现高时间分辨率的DCE成像。但现有的一些重建方法重建时间较长,在加速因子(Acceleration Factor,AF)较高时出现重建图像误差高、噪声和伪影较多、动态定量参数如体积转移常数(Ktrans)和血浆体积分数(Vp)保真度较低等问题。对于DCE成像,本文提出了时空分离加权稀疏约束重建模型,在模型中引入权重区分时间维冗余稀疏和空间维冗余稀疏各自的重要性。我们推导了pFISTA以适用于求解所提非笛卡尔重建模型,同时证明了 pFISTA在非笛卡尔欠采样稀疏重建中的收敛性条件。在脑肿瘤DCE和腹部DCE数据上的重建结果均表明,所提方法在快速采样的相对较高AF下,可以获得最低的重建误差和最高的图像结构相似度。此外,所提方法能更快地重建腹部DCE数据,可以提高脑肿瘤数据的动态定量参数Ktrans和Vp的保真度。对于静态磁共振成像,现有的基于紧标架的重建模型未区分不同的稀疏系数,会导致图像细节丢失。因此,本文提出了加权冗余稀疏分解型重建模型,引入权重区分静态图像在稀疏变换域稀疏系数各自的重要性。我们推导了 pFISTA以适用于求解所提模型,同时证明了 pFISTA在加权l1范数约束重建中的收敛性条件。实测脑部数据实验结果表明,所提方法在不同的欠采样模板和不同的采样率下均实现了最低的重建误差。
其他文献
生物多样性体现了某个国家或地区,甚至整个地球的环境状况,其发展程度直接关系到人类的生存与发展。采用文献综述法,对生物多样性的重要性、发展中存在的问题及应对措施进行综述,其结果可为进一步进行生态环境工程建设,制定科学、有效的管理措施提供参考。
期刊
课程是人才培养的核心要素,是落实"立德树人成效"具体化。课堂融合人文素养尤为重要。在"航空机械设计"课程中以"立德树人"目标,在课堂中设计专业知识和课堂思政的融合,以达到有效的教学目的,提高学生的人文素养及创新能力。通过挖掘教学内容中蕴含的思政元素,以课程知识体系为载体,使其有效融入教学过程实现课程思政,为培育新时代新型人才的总体目标形成系统合力。在遵循课程自身运行规律的基础上,结合课程内容,深挖
会议
国有企业是国家经济的中坚力量,是与国际大公司对抗的主力,是国家的支柱产业。国有企业是国家和民族的一支不可忽视的力量。但是,目前我国国有企业存在的一些缺陷仍然不可忽略。多数国有企业由于长期以来受到国家的大力支持,因而在市场上缺少竞争和创新能力,成为制约其发展的瓶颈。只有打破国有股份的垄断,或者说一家独大,实现政企分离,企业才能迎来新发展。改革开放后,我国国有企业改革的步伐越来越快,伴随着国家政策的逐
学位
随着我国经济的不断发展和资本市场的不断完善,许多公司都将面临“恶意收购”的问题。为防止恶意收购,公司会在公司章程中加入反收购条款。然而,由于我国上市公司对反收购条款的规定不够明确,反收购条款有可能产生消极影响。根据国内外关于反收购条款的研究成果,一种观点认为反收购条款能够有效地抵抗外部的压力,避免管理层为了避免外部压力而追求短期利益,进而提高公司价值和股东财富。还有一种观点认为,反收购条款可以减少
学位
超声心动图是临床上检查心血管疾病的重要手段。目前,随着我国心血管病患者的逐年增多,医生的检查工作量也逐渐加重,同时由于诊断过程主要依靠医生的经验,具有一定的主观性,诊断结果的准确性难以保证。本文提出基于心脏超声图像的左心室分割与血栓患者快速识别方法旨在帮助医生实现高效、稳定的诊断。基于此,本文展开一系列研究,具体的工作与创新如下:第一,在左心室分割问题上,针对传统的编码器-解码器结构特征提取能力不
学位
2021年10月,联合国《生物多样性公约》缔约方大会第15次会议(COP15)在我国召开并通过了《昆明宣言》,呼吁各方响应共建地球生命共同体的号召,遏制生物多样性丧失。作为绿色金融的重要内容,如何在避免和减缓经济活动可能造成环境负面影响的同时,有效支持生态修复和生物多样性保护,已成为金融领域关注的新议题。通过梳理目前我国金融推动生物多样性保护的现状,并借鉴国际经验就加大金融支持生物多样性保护力度提
期刊
背景:磁共振波谱(Magnetic Resonance Spectroscopy,MRS)因其非侵入性在医学脑代谢领域大放异彩。颞叶癫痫发作(Temporal Lobe Epileptic Seizures,TLES)给患者及其家属带来沉重的伤害,与此同时还存在着一种发作病症表现非常像癫痫发作的器质性非癫痫性发作(Organic Non-epileptic Seizures,ONES)。本文利用M
学位
报纸
<正>2022年12月,生态环境部正式发布2022年生物多样性保护优秀案例名单,我省推荐的《促进人与自然和谐共生共建衡水湖美好家园——衡水湖保护生物多样性案例》成功入选,这也是我省唯一入选案例。为充分展示我国生态文明建设和生物多样性保护成就,更好的推进生物多样性保护各项工作顺利开展,营造全民共同参与生物多样性保护的良好氛围,生态环境部首次开展了2022年生物多样性保护优秀案例征集活动。首批共筛选出
期刊
金属纳米团簇具有独特而又丰富的物理与化学性质,是当今材料科学中重要的研究对象。众所周知,纳米团簇的性能与其形貌和结构密切相关。因此,确定团簇的稳定结构十分必要。然而,团簇结构的数量随原子个数增多而呈现指数增长;对于合金团簇而言,由于不同元素种类的原子位置互换进一步导致更大量的同分异构体,使得结构寻优尤为困难。因此,为了提升团簇结构搜寻的效率,高效全局优化算法的开发或者对已有算法的改良一直备受关注。
学位