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Copyright& ,　.　all rights reserved.　　京ICP备号- 4　　京公网安备00号磁共振相位信息处理及其在磁敏感加权成像中的应用--《南昌大学》2012年硕士论文
磁共振相位信息处理及其在磁敏感加权成像中的应用
【摘要】：磁共振成像(MRI)采用正交检测,可同时提供同一断层的幅度图像和相位图像。尽管相位图像包含了很多有用的信息,但目前在MRI中主要使用幅度图像。相位信息除了用于大血管中血液流动的定量分析、反转恢复序列中进行水/脂肪的分离及磁敏感加权成像(SWI)外,相位图像基本被丢去,主要原因有两个：一、磁共振相位信息容易受到磁场不均匀性、空气和软组织交界处及骨骼和软组织交界处产生的不一致性伪影干扰,被称之为背景伪影,背景伪影将掩盖有用的信息；二、相位被缠绕到(-π,π],不是真实的相位。因此,为了得到对医学研究和临床诊断有用的相位图像,需要对其进行一系列的处理。
磁敏感加权成像(SWI)利用从相位图像中提取的相位信息对幅度图像进行加权处理,增强幅度图像的对比度。磁共振相位信息的处理方法的好坏是磁敏感加权成像(SWI)实现的关键,磁共振相位信息处理方法的研究对于磁敏感加权成像后处理技术发展具有重要的推动作用。
本文首先介绍了传统的实现磁敏感加权成像的方法及其中磁共振相位信息的处理过程,并对其局限性进行了分析。然后,提出了基于相位解缠绕的磁共振相位信息处理方法并将其应用到磁敏感加权成像中。本文分别使用了枝切法和质量图指导法两种方法对相位图像进行了相位解缠绕并实现了磁敏感加权成像,具体步骤为：(1)将磁共振得到相位图像利用枝切法或质量图指导法进行相位解缠绕。(2)将解缠绕后的相位图像进行高通滤波,滤除低频干扰。(3)制作相位蒙片。(4)对幅度图像进行加权,得到磁敏感加权图像。根据上述处理原理用MATLAB编制了相应的程序并对临床磁共振图像进行了处理,两种方法均成功获得SWI图像。与传统的磁敏感加权成像进行比较,图像质量均得到一定程度的提高。三种方法相比较,质量图指导法得到的图像最好但运行时间最长,枝切法次之,传统的磁敏感加权成像运行时间最短但图像质量最差。
【关键词】：
【学位授予单位】：南昌大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：R445.2【目录】：
摘要3-4ABSTRACT4-8第一章 绪论8-11 1.1 研究背景及意义8-9 1.2 磁共振相位信息的处理9-10
1.2.1 传统磁敏感加权成像的磁共振相位信息处理方法9
1.2.2 本文采用的磁共振相位信息的处理方法9-10 1.3 本文的主要内容10-11第二章 磁敏感加权成像原理及传统实现算法11-21 2.1 磁敏感加权成像的背景11 2.2 磁敏感加权成像原理11-15
2.2.1 磁敏感性11-12
2.2.2 在磁场中静脉血低信号的原理12-14
2.2.3 磁敏感加权成像14-15 2.3 传统SWI成像实现算法15-20
2.3.1 复数重组15-16
2.3.2 消除不均一性伪影16-17
2.3.3 K空间低通滤波17-18
2.3.4 相位提取18
2.3.5 生成蒙片18-19
2.3.6 加权获得SWI图像19-20 2.4 本章小结20-21第三章 相位解缠绕原理及算法21-34 3.1 相位缠绕问题21-22
3.1.1 相位缠绕的起因21
3.1.2 相位解缠绕21-22 3.2 相位解缠绕算法分类22 3.3 基于路径跟踪算法22-26
3.3.1 积分解缠绕原理23-25
3.3.2 区域生长法25-26
3.3.3 Mask-cut算法26 3.4 最小范数解缠绕算法26-33
3.4.1 最小二乘相位解缠算法原理26-27
3.4.2 基本迭代的最小二乘法27
3.4.3 基于FFT的最小二乘法算法27-28
3.4.4 基于DCT的最小二乘算法28-29
3.4.5 基于误差方程的最小二乘法29-31
3.4.6 加权最小二乘相位解缠算法31-33 3.5 本章小结33-34第四章 基于相位解缠绕的磁敏感加权成像34-44 4.1 枝切相位解缠绕算法原理及具体实现步骤34-37
4.1.1 枝切法相位解缠绕原理34-35
4.1.2 残差点特点分析35
4.1.3 设置枝切线35-37 4.2 质量图指导路径跟踪相位解缠绕原理37
4.2.1 质量图37
4.2.2 质量图指导的路径跟踪相位解缠绕37 4.3 高通滤波37-38 4.4 制作蒙片和SWI图像38-39 4.5 基于相位解缠绕算法实现磁敏感加权成像39-43
4.5.1 编程处理结果39-41
4.5.2 结果对比及分析41-43 4.6 本章小结43-44第五章 总结与展望44-46 5.1 总结44 5.2 展望44-46致谢46-47参考文献47-49
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