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    磁共振成像的壓縮感知技術(shù)——Compressed Sensing

     jazzwong 2016-07-24

    現(xiàn)在MRI面臨的最大難題就是與生俱來的數(shù)據(jù)采集比較慢。由Donoho與Candes等人2006年提出的壓縮感知技術(shù)是近年來新興的一個(gè)研究方向,該理論表明,當(dāng)信號(hào)具有稀疏性或者可壓縮時(shí),設(shè)計(jì)隨機(jī)測(cè)量矩陣在K空間稀疏采樣,通過稀疏重建算法就可以獲得高質(zhì)量的重建圖像——磁共振壓縮感知技術(shù)(簡稱CS)理論可以用比傳統(tǒng)乃奎斯特采樣定理要求少得多的數(shù)據(jù)恢復(fù)出原來的信號(hào)和圖像,被應(yīng)用于數(shù)據(jù)壓縮中。CS理論具備顯著減少M(fèi)RI成像時(shí)間的潛能,這勢(shì)必將造福病人,同時(shí)具有潛在的經(jīng)濟(jì)效益。

    MRI遵循CS理論要求兩個(gè)重要條件:

    1、醫(yī)學(xué)圖像本身在某個(gè)合適的變換域是稀疏的,因而可以壓縮;

    2、MRI是在頻域進(jìn)行采樣,而不是傳統(tǒng)的像素域(空域)。


    下面通過漫畫的形式給大家介紹壓縮感知技術(shù)到底是怎么一回事



    目前,從硬件性能提升的角度來講,成像速度的加快基本上已經(jīng)達(dá)到了極限。因此,研究人員開始更多地關(guān)注磁共振成像的重建算法,通過研究更快速的K空間采集方案來達(dá)到減少磁共振掃描時(shí)間的目的。縮短掃描時(shí)間的途徑主要有以下三種:


    (1)高速掃描序列的設(shè)計(jì)

    該方法通過設(shè)計(jì)高速掃描序列,實(shí)現(xiàn)了在一次激發(fā)內(nèi)獲得整幅圖像的信息......然而這種技術(shù)受硬件條件的制約,已經(jīng)接近達(dá)到可以改善的極限,進(jìn)一步提升的空間十分有限;


    (2)并行成像技術(shù)

    該方法采用相控陣線圈同時(shí)接受感應(yīng)信號(hào),并通過相控陣線圈對(duì)空間靈敏度的差異來編碼空間信息,減少了相位方向梯度編碼的次數(shù),從而實(shí)現(xiàn)大幅度縮短掃描時(shí)間,提高成像速度;


    (3)部分K空間采樣方法

    該方法利用K空間數(shù)據(jù)的共軛對(duì)稱性,只采集部分K空間數(shù)據(jù),以達(dá)到縮短掃描時(shí)間的目的。



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