基于高阶奇异值分解和Rician噪声校正模型的扩散加权图像去噪算法

目的 研究一种新颖的基于高阶奇异值分解（HOSVD）的扩散加权图像去噪算法,用以提高扩散加权（DW）图像的信噪比以及后续量化参数的准确性。方法 我们提出一种基于HOSVD稀疏约束和Rician噪声校正模型的去噪方法,将Rician噪声信号期望融合到传统的HOSVD去噪框架中,从而能够直接对带有Rician噪声的DW图像进行去噪。此外,考虑到对相似块组成的高维数组进行HOSVD去噪处理,容易引入条形伪影,因此本文直接对每个局部DW图像块进行HOSVD去噪,从而解决了条形伪影问题。为了验证所提方法的有效性,我们将本方法与低秩+边缘约束（LR+Edge）、基于全局指导下的局部高阶奇异值分解（GL-HOSVD）、基于块匹配的三维滤波（BM3D）和非局部均值（NLM）4种去噪算法进行了实验对比。结果 实验结果表明,所提方法能够有效降低DW图像噪声,同时较好的保留图像细节以及边缘结构信息。无论是从DW图像的峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）以及各向异性分数均方根误差定量指标,还是从去噪图像和各向异性分数图的视觉效果来看,本算法都要明显优于LR+Edge,BM3D和NLM。此外,GL-HOSVD虽然可以得到较好的去噪结果,但是在高噪声水平下,会引入条形伪影,而本文方法不但可以得到较好的去噪结果,并且不存在伪影问题。结论 本文提出了一种新颖的HOSVD去噪方法,可以直接处理带有Rician噪声的DW图像,并且解决了同类算法中伪影问题,去噪效果明显,能够为临床提供更准确的量化参数结果,更好服务于临床影像诊断。     

一种在永磁MRI系统上利用混合PRF/T1的改进测温方法

研究基于混合PRF/T1的测温方法,以提高永磁MRI温度测量的准确度与可靠性.用琼脂凝胶仿真肝脏组织制作体模,将体模放在水浴中加热到65℃,然后置于0.3T永磁MRI系统用翻转角为40°与75°的梯度回波序列进行交替连续扫描,在降温中温度每下降1℃采集一次数据直到36℃.对所采集数据,分别用质子共振频率(PRF)方法、水质子纵向弛豫时间(T1)方法、改进的混合PRF/T1方法计算温度变化,并以酒精温度计测温结果作为参考.比较这3种方法的测温准确度,3d内分别进行3次测温实验,用3次实验结果的变异系数(COV)评价测温方法可重复性.结果表明,仅用PRF或T1方法的测温误差为±6℃,而改进的混合PRF/T1方法的测温误差为±3℃.PRF方法的COV=3.12％,T1方法的COV =7.53％,改进的混合PRF/L方法的COV =2.63％.在永磁MRI系统上采用改进的混合PRF/T1方法比单一用PRF或T1方法的测温准度高且可重复性好,可以更好的满足肿瘤热消融对温度监控的需求.     

颅内动脉瘤内血流速度与瘤腔大小的相关性

目的探讨颅内动脉瘤大小与瘤腔和载瘤动脉内血流速度的相关性。方法将15个颅内动脉瘤的数字减影血管造影（DSA）影像学资料存入计算机内，用图像处理软件测出图像中选定区域像素随时间变化的密度值，并绘成时间一密度曲线，从曲线方程中求出曲线的流入系数Ka值并进行统计分析，以了解不同大小动脉瘤腔内的血流速度。结果标志瘤腔内血流速度的动脉瘤中心区域Ka值（ACKa值）与动脉瘤大小呈负相关，r=-0．521，P=0．046（双侧）。动脉瘤大小与载瘤动脉内标志血流速度的Ka值（PKa值）无相关性，r=0．107，P=0．704（双侧）。结论动脉瘤腔越大，动脉瘤中心部位的血流越慢；动脉瘤腔越小，血流速度衰减越少，瘤腔中心区的血流速度越快。而载瘤动脉内的血流速度与动脉瘤大小无关。这一结果可用于评估动脉瘤的自然转归、栓塞治疗效果，并能对动脉瘤的复发原因做出部分解释。     

基于局部亚像素移位和隔行局部变差消除Gibbs伪影

目的将Gibbs伪影消除方法局部亚像素移位（LSS）扩展到k空间零填充重建的磁共振图像。方法提出两种基于LSS的 消除k空间零填充重建的磁共振图像中Gibbs伪影的方法。第1种：LSS+图像域插值,该方法首先在非零填充图像上执行原始 的LSS方法,使图像上局部变差最小,然后执行图像域插值获得最终图像。第2种：是隔行局部变差法（iLV）,该方法首先对k空 间数据进行零填充,随后将零填充后的k空间数据通过二维傅里叶变换到图像域,然后使用iLV来搜索最小的隔行局部总变差, 从而消除图像的Gibbs伪影。我们将本文提出的两种方法iLV,LSS+插值与原始LSS以及汉明窗滤波器做对比,分别在体模和 活体数据中验证了本文提出的两种方法的可行性与鲁棒性。结果两种方法均较LSS与汉明窗滤波器优,在保留图像细节的基 础上,极大的消除了Gibbs伪影。iLV和LSS+插值方法相比,iLV方法能够更好地保留图像的细节。结论iLV与LSS+插值方法 均实现了对传统LSS方法的扩展,能很好地消除零填充k空间数据重建图像中的Gibbs伪影,且iLV方法在保留图像细节信息 方面更突出。     

采用MRF二次混合多阶先验的PET图像的贝叶斯重建

在正电子发射成像（肿）中，很多方法被用来抑制重建图像中的噪声效果，其中。在所有方法中，贝叶斯重建或者最大化后验估计的方法被证明具有在重建图像质量方面相对于其他方法的优越性。基于贝叶斯重建，本研究提出了一种应用于贝叶斯重建中新的综合了二次一阶先验和二次二阶先验的马尔可夫随机场混合多阶先验。基于不同阶数的二次平滑先验的自身的不同性质，该新先验的设计的目的是实现自适应的发挥这些算子的作用。该混合先验能够保持其先验能量函数凸性，从而保证整体目标贝叶斯后验能量函数的凹性。模拟实验和实验结果的比较证明了对于PET重建，该先验在抑制背景噪声和保持边缘方面均具有很好的表现。     

基于多分辨率和区域增长的两点Dixon水脂分离技术

目的 提出一种改进的基于区域增长的水脂分离方法,使其可以在低信噪比情况下更可靠.方法 对获取的两幅场向量图分别进行隔行隔列降采样,得到四幅子图像.每幅子图像分别运用区域增长算法获得误差向量图,然后再利用空间相邻像素相位平滑的性质来合并获得的四幅子误差向量图,从而获得一幅平滑的误差向量图,并实现水和脂肪的准确分离.结果 提出方法分别应用于仿真数据和真实数据,仿真数据表明本文方法产生的误差更小.真实数据实验结果表明,提出方法在膝盖、腹部和大腿等部位都能够准确的实现水和脂肪的分离.结论 相对于原始全局区域增长方法,提出方法更加可靠和稳定,能够在不同解剖部位实现准确水脂分离.     

一种基于马尔可夫随机场的弥散张量成像(DTI)图像分割的新算法

目的:提出一种基于马尔可夫随机场(MRF)的弥散张量成像(DTI)图像分割的算法。方法:利用马尔可夫随机场模型,挖掘图像中的弥散张量信息,根据贝叶斯定理将图像分割问题转化为最小后验能量的求取,运用迭代条件模型求解。结果:该算法对DTI图像分割效果明显优于K均值算法,且该效果亦优于该算法对常规MRI T_2WI图像的分割效果。结论:该算法能够充分利用弥散张量矩阵蕴含的空间上下文信息实现DTI图像的有效分割。     

ApoE-/-小鼠三维DANTE-FLASH颈动脉血管壁成像:基于7.0T磁共振技术

目的探讨7.0 T磁共振上三维血管壁成像技术（DANTE-FLASH）进行ApoE^-/-小鼠颈动脉粥样硬化斑块成像的可行性。方法通过数值仿真优化成像参数，实现血管腔-壁对比度最大化。6只ApoE^-/-小鼠和3只野生型小鼠在7.0 T MRI均行DANTEFLASH和流入流出饱和带的多层2D RARE（2D-IOSB-RARE）两种扫描。在管壁信噪比（SNRwall）、管腔信噪比（SNRlumen）、壁-腔对比噪声比（CNR）、管腔面积（LA）、和管壁面积（WA）方面分别对2D-IOSB-RARE和DANTE-FLASH序列进行比较。对于LA与WA，使用线性回归分析评估MR图像与病理图像测量结果的相关性。结果根据数值仿真结果，小鼠实验的DANTE模块采用了15°翻转角与150脉冲链。相较于2D-IOSB-RARE，DANTE-FLASH的CNR轻微降低（P < 0.001），但层分辨率显著提高。组内相关系数（LA: ICC=0.94, P < 0.001; WA: ICC=0.93, P < 0.001）和Bland-Altman图显示出DANTE-FLASH和2DIOSB-RARE在评估LA和WA测量结果方面具有良好的一致性。MR图像与病理图像在定量测量LA（P < 0.0001）和WA（P < 0.0001）中呈现较强相关性。结论在7.0 T磁共振上，三维DANTE-FLASH黑血MR序列，可实现各向同性高空间分辨率成像，有利于ApoE^-/-小鼠颈动脉粥样硬化病变的灵活显示和定量评估。     

MR定量磁敏感图评估大鼠肩胛区棕色脂肪代谢活性的价值

目的 初步探讨MR定量磁敏感图（quantitative susceptibility mapping,QSM）评估活体大鼠肩胛区棕色脂肪（brown adipose tissue,BAT）代谢活性的价值。方法雄性SD大鼠10只,随机分为对照组（n=5）和冷刺激组（n=5）。冷刺激组在4℃环境下暴露12 h,对照组进行室温饲养。冷刺激结束后即刻进行MRI扫描,观察大鼠肩胛区棕色脂肪影像学表现,并测量QSM相关定量表征;扫描结束立即处死动物并取材进行后续组织学分析。对照组与冷刺激组各参数采用独立样本t检验进行组间差异性比较。结果大鼠棕色脂肪冷刺激后QSM值（-0.05±0.08）及R2*值（109.25±5.77）较对照组（0.37±0.05）、（175.51±14.34）显著下降,UCP-1蛋白（解偶联蛋白1）半定量值（1 762.15±1 005.74）较对照组（478.46±446.14）增加。结论QSM可定量评估活体大鼠棕色脂肪的代谢活性,有望成为活体定量评估BAT代谢活性的潜在的一种新的生物学标记。