磁共振图像中非均匀场的校正

缓慢变化的非均匀场使磁共振图像的局部统计特性发生变化，不同生理组织的亮度交叠分布，使磁共振图像的分割比其他医学图像分割困难的多。磁共振图像中的非均匀场是磁共振图像自动分割的主要障碍。人们提出了众多的磁共振图像非均匀场的校正方法。其中有传统的图像处理方法，如图像模糊，平滑，滤波，也有新的方法，如基于分割的方法。基于直方图的方法等。本对这些方法进行了综述和讨论。     

一种永磁磁共振成像磁体的被动匀场方法

本文提出一种被动匀场方法,即用永磁磁片作为匀场材料,以基于函数逼近论的一套算法为指导进行匀场,所提算法已编成面向匀场工作者的软件,磁片阵则用专门设计的一套放置在磁体腔内的装置固定.此方法把磁体匀场问题提炼为函数逼近问题,每一磁片在匀场区产生的磁场函数被视为一个基函数,整个磁片阵在匀场区内张成一个函数集合.使用此方法可克服传统匀场方法低效率、不稳定的缺点,一定程度上能实现可定量的、规范的被动匀场.     

快速动态自动匀场技术在永磁磁共振成像系统中的实现

目的：为满足临床的需求，在万东医疗i_Open 0．36T永磁开放式磁共振成像MRI系统上发展实现一种快速动态自动匀场技术。方法：利用梯度回波成像技术得到恰当的匀场电流提高丰磁场B13均匀度。结果：（1）视野（FOV）内的磁场均匀度显著提高。（2）匀场后MRI图像质罱得到显著改善。结论：该方法能够满足临床动态实时匀场的需要。     

非均匀场中磁共振成像问题的研究

本文提出了非均匀场中磁共振成像及其复原方法。当主磁场及梯度场的误差场的分布是任意时 ,结果表明了这一方法对于模拟有误差场存在时的傅里叶 轭式断层 (Fourier zeugmatography)成像和自旋 卷绕法(Spin warp)成像都是有效的。这些结果将对直接傅里叶成像中所用的电磁铁和梯度线圈的设计与制造有一定的意义。     

基于图像域的PROPELLER磁共振仿射运动校正新算法

在对人体腹部或其他软组织进行PROPELLER磁共振成像(MRI)过程中,成像结果会有不同程度的仿射运动伪影。迄今为止提出的比较好的仿射运动校正方法是基于频率域的,即用仿射运动信息对k空间条进行校正后网格化重建得到最终图像。但结果中会有混叠现象,并且在一些细节上有伪影存在。本文提出一种新的PRO-PELLER仿射校正方法,将仿射运动模型加入到基于图像域的PROPELLER磁共振图像重建过程中,首先在图像域通过图像配准算法获得仿射运动信息,然后利用仿射信息校正k空间坐标从而完成对k空间条的密度补偿,再通过逆傅立叶变换得到各个子图像并在图像域进行仿射校正,最后通过旋转完成线性叠加得到最终结果。仿真实验表明,相对于现有的PROPELLER仿射校正算法,本文所提算法对于仿射运动造成的伪影具有更好的校正效果。     

基于整数规划的永磁型磁共振成像装置主磁体的无源匀场技术研究

为了符合成像标准,磁共振成像(MRI)设备要求主磁体能在较大的成像空间内产生高均匀度的磁场.但由于加工误差,实际磁场的均匀度远不能达到预定的要求,需要采用特殊方法进行匀场.本研究提出一种基于整数规划算法的无源匀场方法,将磁体的匀场问题提炼为整数规划问题,并编制了相应的匀场软件.通过在磁共振主磁体生产厂家进行的无源匀场实验,使得磁场的不均匀度从1549.7898×10-6降低到1129.9105×10-6,即均匀度提高了27%,证明该方法在一定程度上能够快速、有效地完成匀场过程,提高磁场的均匀度.     

非人灵长类动物超高场磁共振脑成像技术进展

非人类灵长类动物是神经科学研究中的重要动物模型,可以兼容多种侵入式和非侵入式神经信号探测和神经活动调控方法.结合侵入式和非侵入式方法的非人灵长类动物的神经科学研究,有助于将大量基于动物模型的基础研究成果进行临床转化.其中磁共振脑成像技术是目前最主要的非侵入式大脑神经信号探测手段.非人灵长类动物磁共振脑成像研究,对于深入...     

基于偏场校正的概率模糊C均值改进算法研究

目的 提出一种基于偏场校正的概率模糊C均值(BCPFCM)改进算法,并应用于脑部MRI图像分割.方法 采用BrainWeb数据库中2幅人工合成图像和20幅脑部MRI图像进行仿真实验.第一步,构建MRI图像信息模型,并分离出偏场图像.第二步,采用像素加权隶属度和加权一致性测度解决难以分类的邻域空间异质性像素.第三步,构建...     

磁共振谱成像（MRSI）技术的研究进展

磁共振谱成像(MRSI)在临床诊断中的作用越来越大。目前，最有效的快速谱成像法有回波平面法、螺旋轨迹法和阵列采集法。但是，这些MRSI方法的数据采集时间仍然很长，速度有待于进一步提高。抑水抑脂脉冲序列基本定型，改进的余地不大。在定量的谱分析方面，已经实现分析自动化。谱参数估计方法基本完善，但在强基线信号时参数估计方法有待于深入研究。目前，磁共振谱的图像重建方法局限在FFT或网格化后的FFT，这些方法比较简单、快速，但也局限了采样脉冲序列(采样轨迹)的大胆设计。期望研究出速度更快的MRSI数据采集脉冲序列。     

基于磁共振信号幅值的射频场映像技术研究

MRI领域近年来的新兴研究热点之一——磁共振介电特性成像(MR EPT)技术能通过检测射频场分布,实现活体组织介电特性断层成像。作为MR EPT技术基础之一的磁共振射频场映像(B₁ mapping)技术,其B₁场成像的质量直接影响着MR EPT算法的精度,因而准确、稳健的B₁ mapping技术对于后续的MR EPT算法至关重要。研究双角度法 (DAM)和快速预饱和法(satTFL)两种基于磁共振信号幅值的B₁ mapping技术的基本原理,以及其在体模和人体头部MR扫描中的应用,并利用FDTD仿真分析上述两种B₁ mapping技术的B₁场缩放系数(R_i)和平均相对差异系数(MRD),发现在低介电特性体模和脑白质B₁场成像中,利用FDTD仿真获得的B₁场缩放系数R_i与采用上述两种B₁ mapping技术获得的实际B₁场缩放系数R_i差异较小,它们的MRD在10%以内;然而在高介电特性体模和脑脊液B₁场成像中,采用DAM方法获得的B₁场缩放系数R_i要高于采用satTFL方法获得的B₁场缩放系数R_i,且有DAM的MRD高达21%。研究的结果可为不同介电特性组织的B₁场成像选取合适的 B₁ mapping技术提供参考,为推动MR EPT技术的实用化提供基础研究支持。     

阿尔茨海默病患者扣带部位磁共振图像纹理特征及性别特点

目的 分析阿尔茨海默（Alzheimer＇s disease,AD）、轻度认知障碍（mild cognitive impairment,MCI）和正常对照者（normal controls,NC）MR图像扣带纹理特征,并按性别进行分组分析,探索纹理特征在疾病早期诊断上的应用.方法 利用灰度共生矩阵和游程长矩阵对52例MR图像（AD14例、MCI20例、NC18例）进行纹理分析,测试组间参数是否显著不同,并用支持向量机方法对在组间具有显著性差异的纹理特征进行分类识别.结果 与NC组相比,AD和MCI组的能量、游程长不均匀度等纹理特征在前扣带和后扣带均存在显著性差异.按性别分组的实验结果显示,除AD组和NC组间存在显著不同外,男性后扣带在MCI与NC及MCI与AD间均存在显著性差异（P〈0.05）,女性前扣带在MCI和NC组间存在显著性差异（P〈0.05）.分类识别结果显示,男性后扣带分类正确率最高,为90%.结论 MR图像纹理特征可以反映扣带病理变化,不同性别MR图像表现不同,有可能为AD的早期诊断提供帮助.     

一种新的检测磁共振设备主磁场均匀性的设计

目的：为了弥补传统检测方法在检测效果上的缺陷，实现连续地从磁场平面获得其均匀度的数据。方法：设计了一个运动探测器来进行磁场的均匀性检测，将摄取的信号经过转换和数据处理，最后通过计算机仿真对基于有限测量点的传统方法进行了比较。结果：传统检测法的结果与检测时的采样方式（采点数和采点位置）密切相关。在仿真环境中同样的磁场在不同的检测方式下很大可能会得到多个不同的且不具有近似性的结果，特别是在不均匀性不规则分布的磁场中：而本设计只得到唯一的检测结果，并且可以看到检测视野内采点数越多其检测结果将越逼近本设计的结果。结论：本设计能有效弥补传统检测方法充分度和精确度不足的缺陷，同时也说明磁场的均匀性检测应该从连续平面获取数据。     

磁场均匀度对MR图像质量的影响

影响核磁共振（MR）图像质量最基本的部分为磁体，在评价核磁共振扫描仪的众多参数中,主磁场的均匀性是最基本也是最重要的一个衡量指标，该文阐述磁场均匀性对核磁共振成像质量的影响和磁场均匀度测量方法。     

Eight‐channel transceiver RF coil array tailored for 1H/19F MR of the human knee and fluorinated drugs at 7.0 T

The purpose of this study was to evaluate the feasibility of an eight‐channel dual‐tuned transceiver surface RF coil array for combined ¹H/¹⁹F MR of the human knee at 7.0 T following application of ¹⁹F‐containing drugs. The ¹H/¹⁹F RF coil array includes a posterior module with two ¹H loop elements and two anterior modules, each consisting of one ¹H and two ¹⁹F elements. The decoupling of neighbor elements is achieved by a shared capacitor. Electromagnetic field simulations were performed to afford uniform transmission fields and to be in accordance with RF safety guidelines. Localized ¹⁹F MRS was conducted with 47 and 101 mmol/L of flufenamic acid (FA) – a ¹⁹F‐containing non‐steroidal anti‐inflammatory drug – to determine T₁ and T₂ and to study the ¹⁹F signal‐to‐dose relationship. The suitability of the proposed approach for ¹H/¹⁹F MR was examined in healthy subjects. Reflection coefficients of each channel were less than ?17 dB and coupling between channels was less than ?11 dB. Q_L/Q_U was less than 0.5 for all elements. MRS results demonstrated signal stability with 1% variation. T₁ and T₂ relaxation times changed with concentration of FA: T₁/T₂ = 673/31 ms at 101 mmol/L and T₁/T₂ = 616/26 ms at 47 mmol/L. A uniform signal and contrast across the patella could be observed in proton imaging. The sensitivity of the RF coil enabled localization of FA ointment administrated to the knee with an in‐plane spatial resolution of (1.5 × 1.5) mm² achieved in a total scan time of approximately three minutes, which is well suited for translational human studies. This study shows the feasibility of combined ¹H/¹⁹F MRI of the knee at 7.0 T and proposes T₁ and T₂ mapping methods for quantifying fluorinated drugs in vivo. Further technological developments are necessary to promote real‐time bioavailability studies and quantification of ¹⁹F‐containing medicinal compounds in vivo. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Fully automated tumor segmentation based on improved fuzzy connectedness algorithm in brain MR images

Uncontrollable and unlimited cell growth leads to tumor genesis in the brain. If brain tumors are not diagnosed early and cured properly, they could cause permanent brain damage or even death to patients. As in all methods of treatments, any information about tumor position and size is important for successful treatment; hence, finding an accurate and a fully automated method to give information to physicians is necessary.A fully automatic and accurate method for tumor region detection and segmentation in brain magnetic resonance (MR) images is suggested. The presented approach is an improved fuzzy connectedness (FC) algorithm based on a scale in which the seed point is selected automatically. This algorithm is independent of the tumor type in terms of its pixels intensity. Tumor segmentation evaluation results based on similarity criteria (similarity index (SI), overlap fraction (OF), and extra fraction (EF) are 92.89%, 91.75%, and 3.95%, respectively) indicate a higher performance of the proposed approach compared to the conventional methods, especially in MR images, in tumor regions with low contrast. Thus, the suggested method is useful for increasing the ability of automatic estimation of tumor size and position in brain tissues, which provides more accurate investigation of the required surgery, chemotherapy, and radiotherapy procedures.     

基于圆形网格化的磁共振PROPELLER旋转校正算法

PROPELLER数据采集成像技术利用K空间中心重叠采样区域的数据来估计受检查者的运动并加以校正,能较好地消除运动伪影。本文提出了一种基于圆形网格化的PROPELLER旋转校正算法,将中心重叠区域数据网格化到圆形的网格点上,避免了旋转估计时需多次网格化的缺点;并提出有效的相似性测度公式,通过计算测度值估计相应的旋转运动参数,据此对各数据带进行旋转校正。实验表明,与传统旋转校正算法相比,该算法运行速度快,成像质量好。     

MR脑图像组织分割的方法

图像分割是一个经典难题,至今没有一个通用的有效分割方法,也不存在一个分割的评价标准。应用MRI图像进行脑组织自动和有效的分割对诊断、病理研究、放疗和外科手术计划的制定、手术导航、计算机辅助诊断等各方面均有着极其重要的意义。磁共振脑图像比普通图像要复杂,组织边界不清晰,用通用方法无法实现良好的分割。对目前应用于脑组织分割并取得良好效果的分割方法给予综合论述,并分析了脑组织分割的发展。     

融合感知损失的深度学习在常规MR图像转换的研究

目的:研究在完全无监督的条件下深度神经网络实现常规磁共振图像间相互转换的可行性。方法:在循环生成式对抗网络(CycleGAN)中引入感知损失,使网络利用对抗损失学习图像结构信息的同时,结合循环一致性损失和感知损失生成高质量的磁共振图像,并将生成图像与CycleGAN模型以及有监督的CycleGAN模型(S_CycleGAN)生成的图像进行定量比较。结果:引入感知损失后的网络生成的图像定量评估值均高于CycleGAN模型生成的图像,生成的T1加权图像(T1WI)的定量评估值也均高于S_CycleGAN模型生成的T1WI,生成的T2加权图像(T2WI)与S_CycleGAN模型生成的T2WI的定量评估值相似。结论:在CycleGAN中引入感知损失,可以在完全无监督的条件下生成高质量的磁共振图像,进而实现高质量的常规磁共振图像的相互转换。     

原发性中枢神经系统恶性淋巴瘤MR表现及其病理学基础

目的 研究原发性中枢神经系统恶性淋巴瘤(PCNSL)的MR表现及其病理学基础。方法 分析13例手术病理证实的原发性中枢神经系统恶性淋巴瘤的临床病理及MR表现。结果 13例中单发肿瘤4例，多发肿瘤9例，共计36个病灶。13例病变均累及幕上，其中8例病灶位于深部脑白质近脑室旁。肿瘤平均最大径为3．2cm。T1WI略低信号28个，T2WI等信号24个。28个病灶呈均匀强化。肿瘤水肿及占位效应相对较轻。2例PCNSL行MR动态增强扫描，早期强化均不明显，时间-信号强度曲线呈缓慢上升型。病理上肿瘤细胞弥漫分布，瘤细胞大小较一致，细胞质少，细胞核大，染色质颗粒粗，可见瘤细胞围绕血管呈袖套样浸润，少见明显的出血及片状坏死，未见钙化，病理均为非霍奇金淋巴瘤。结论 原发性中枢神经系统恶性淋巴瘤的病理基础决定其MR增强形态、占位程度以及肿瘤发生部位具有一定特征，运用不同的MR影像学检查方法和技术，在多数情况下可以做出术前正确诊断。     

磁共振场强及序列选择对金属植入物伪影大小影响探讨简

目的比较不同场强不同序列伪影的差异。方法制作钛合金水模．分别在1-5T和3．0TMRI扫描仪上采用矢状位快速自旋回波（TSE）-T1、TSE-T2、TSE的短反转时间的反转恢复（STIR）的脂肪抑制、TSE的频率选择饱和法（FS）抑制、梯度回波序列（GRE）,陕速小角度激发（FLASH）、扩散加权成像（DWI）等常用序列扫描。分析扫描得到图像伪影特点及进行伪影大小测量。结果GRE／FLASH序列图像和DWI图像伪影最大．FS抑制序列得到图像伪影比STIR序列图像伪影大．各序列伪影形状也有差别。在不同场强下相同类型序列扫描伪影也不同．高场强伪影明显大于低场强伪影。同一场强不同序列伪影大小不同,同一类型序列3．0TMRI图像伪影比1．5TMRI图像伪影要大．差异有统计学意义（P〈0．05）。结论可以通过场强选择、序列的选择来减少金属植入物磁共振扫描带来的伪影。