《基於CS（壓縮感測）理論的快速核磁共振成像技術研究》是依託杭州電子科技大學，由金朝陽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於CS（壓縮感測）理論的快速核磁共振成像技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：金朝陽
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
壓縮感測（CS）因其潛在的減少數據採集總量的能力，2006年以來在數學和信號處理領域成為新的研究熱點。CS通過對數據的壓縮採集（隨機稀疏採樣），其採集樣本遠低於經典奈奎斯特採樣理論的要求，能通過非線性重建算法恢復高質量的信號。核磁共振的掃描速度長期受到梯度系統幅值、切換頻率和人體生理的限制，CS理論通過減少採集數據量來減少掃描時間，結合核磁共振快速採集方法，可以解決目前掃描速度慢的瓶頸問題，提高病人接受檢查的舒適度，減輕病人經濟負擔，促進核磁諒地達共振的更廣泛套用，推動我國核磁共振行業的發展。本項目擬開展的基於CS理論的快速核磁共振成像技術研究，主要研究1）研究適用於MR圖像的稀疏變換；2）建立圖像稀疏變換不連貫性的量化準則；3）研究適用於硬體的變密度擾動螺旋狀k-空間隨機稀疏數據採集方法；4）研究基於L1-Norm的非線性凸最佳化快速圖像重建算法。5）仿真及實驗論證研究。
結題摘要
壓縮感知（Compressed Sensing，CS）技術因其潛在的減少數據採集總量的能力，2006年以來在數學和信號處理領域成為新的研究熱點。CS通過對數據的壓縮採集（隨機稀疏採樣），其採集樣本遠低於經典奈奎斯特採樣理論的要求，能通過非線性重建算法恢復高質量的信號。醫學磁共振系統的掃描速度長期受到梯度系統幅值、切換頻率和人體生理的限制，成像速度較慢，制約了多種磁共振檢查的臨床普及。磁共振圖像具有分段光滑的特性，通過k空間的隨機數據採集，能滿足CS對被採集信號稀疏性（Sparsity）和不連貫性（Incoherence）的要求。本項目開展了基於CS理棄習妹汽論的快速核磁共振成像技術研究，完成了研究計畫要點：1）是用於MR 圖像的稀疏表示；2）建立了圖像稀疏變換不連貫性的量化準則；3）研究煮霸只了適用於硬體的變密度k空間快速數阿棗設危據採集軌跡；4）基於L1-Norm 的非線性凸最佳化快速圖像重建算法；5）仿真及實驗論證研究。項目組進行了廣泛深入的理論與套用研究，取得了處於國際前沿的成果，在國際芝章鍵磁共振行業的兩個主要刊物（MRM和JMRI）上發表和錄用了文章各一篇，發表試和國際會議、國核心心刊物文章十餘篇，授權發明專利1個，軟體著作達講奔權4個。研究成果主要包括： 1）基於部分回波的壓縮感知技術及在MRA中的套用；2）基於CS技術的快速磁敏感加權成像技術；3）基於SVD的數據稀疏表示；4）基於解析重建的G-SPEED快速MRI成像方法；5）基於小波稀疏和混合稀疏變換的G-SPEED重建算法；6）磁敏感加權圖像靜脈稀疏表示方法。通過本項目的研究，我們從理論和實驗上證實，基於CS的理論，可將隨機欠採樣套用於磁共振數據採集中，通過隨機地採集一部分k空間數據，可縮短掃描時間，提高成像速度，解決目前掃描速度慢的瓶頸問題，增加病人接受檢查的舒適度，減輕病人經濟負擔，提高醫院的經濟效益，推動我國磁共振行業的發展。
