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基于压缩感知的快速动态磁共振成像
摘要
本文基于压缩感知理论提出了一种快速动态磁共振成像方法，该方法能够在极短的时间内获取高质量的动态磁共振影像，具有重大的临床应用价值。本文首先介绍了磁共振成像技术以及快速动态磁共振成像的需求和挑战，接着详细介绍了压缩感知理论的基本原理和在图像处理领域的应用，然后将压缩感知理论引入到动态磁共振成像中，提出了一种基于压缩感知的快速动态磁共振成像方法，该方法通过有效减少采样数据量来实现快速成像，并利用稀疏性来提高动态磁共振成像的空间和时间分辨率。最后，本文通过实验验证了基于压缩感知的快速动态磁共振成像方法的可行性和优越性，证明了该方法在实际应用中的可靠性和有效性。
关键词：压缩感知；快速动态磁共振成像；磁共振成像技术；稀疏性；时间分辨率；空间分辨率；采样数据量；图像处理
Abstract
Thispaperproposesafastdynamicmagneticresonanceimagingmethodbasedoncompressivesensingtheory,whichcanobtainhigh-qualitydynamicmagneticresonanceimagesinaveryshorttime,andhassignificantclinicalapplicationvalue.Thispaperfirstintroducesthemagneticresonanceimagingtechnologyandtherequirementsandchallengesoffastdynamicmagneticresonanceimaging,andthenintroducesthebasicprinciplesofcompressivesensingtheoryanditsapplicationinthefieldofimageprocessing.Itthenintroducescompressivesensingtheoryintodynamicmagneticresonanceimaging,proposesacompressivesensing-basedfastdynamicmagneticresonanceimagingmethod,andeffectivelyreducesthesamplingdatatoachievefastimaging,andusessparsitytoimprovethespatialandtemporalresolutionofdynamicmagneticresonanceimaging.Finally,thispaperverifiesthefeasibilityandsuperiorityofthecompressivesensing-basedfastdynamicmagneticresonanceimagingmethodthroughexperiments,provingitsreliabilityandeffectivenessinpracticalapplications.
Keywords:compressivesensing;fastdynamicmagneticresonanceimaging;magneticresonanceimagingtechnology;sparsity;temporalresolution;spatialresolution;samplingdata;imageprocessing
1.引言
磁共振成像技术是一种非侵入性的影像学检查方法，广泛应用于临床诊断和科学研究中。随着医学影像技术的不断发展，动态磁共振成像越来越受到关注，因为它可以提供生物组织的代谢、功能和结构信息，并可用于诊断和监测疾病。但是，动态磁共振成像在获取高质量动态图像方面存在一些挑战。首先，由于动态磁共振成像需要频繁采样，因此需要非常高的数据采集速度和数据处理能力。其次，由于生物组织的动态变化和磁共振成像的物理限制，动态磁共振成像的空间和时间分辨率往往较低。为了克服以上挑战，需要开发新的快速动态磁共振成像技术。
压缩感知理论是一种新兴的信号采集和处理理论，近年来在图像处理、信号处理、机器学习等领域得到广泛应用。该理论认为，高维数据具有稀疏性，在恰当条件下可以通过远远少于传统采样方法所需数据量的随机稠密采样来获取完整的信号。因此，压缩感知理论被认为是一种有效的信号处理技术，可应用于各种信号处理和数据传输场景。
本文基于压缩感知理论，提出了一种快速动态磁共振成像方法，可在较短的时间内获取高质量的动态磁共振影像。该方法通过有效减少采样数据量来实现快速成像，并利用稀疏性来提高动态磁共振成像的空间和时间分辨率。本文将系统地介绍该方法的原理和步骤