MRI技術之大師的路

2021-06-23 07:03:58 字數 1141 閱讀 8124

mri自它誕生之日起,很多大牛們研究出諸多天才式的想法和技術,把mri技術推進到今天的水平。曾經也想向這些大牛一樣,真正進入這個領域,才發現能走的路基本上都被走過了,只剩下點湯水聊以解饞了。長話短說,咱們進入正題。

上回講到,為了區別不同位置的體素(pixel),可以通過給不同未知的體素打上不同的標籤,目前mri中一般使用的就是打上不同的相位標籤,因為這個相位標籤,使得mri成像與傅利葉變換緊緊的聯絡在一起了。如果打的相位標籤是離散傅利葉變換矩陣,那麼只需要在採集到的訊號矩陣上做乙個ifft就可以得到原各個體素的磁化向量強度,使用公式表達就是:

其中f指離散傅利葉變換矩陣,s為採集到的電訊號,m為磁化向量。

可以說相當一部分的mri技術都是為了追求mri的核心:質量和速度而產生的。反映在上面的式子裡就是如何設計編碼矩陣f和如何求解m。以一維mri為例,假設m是乙個n*1的矩陣,f是乙個m*1的矩陣,下面進行分情況討論。

這是乙個mri最樸素的情況,既然要求解出m中n*1個體素的磁化向量,只要對它使用n*n的離散傅利葉變換矩陣進行編碼,進行n次採集得到s,然後做乙個ifft就可以了。這樣當然可以,數學裡這就是乙個正定方程的求解,但對n*1個體素進行成像就要進行n*1次編碼,有沒有可以更快的方法?

要快,從編碼公式上很明顯就是減少編碼次數,那就是m1.m是實數矩陣,因為在被射頻脈衝激發後,所有位置的磁化向量是同向的。由此產生了部分傅利葉技術。為什麼可以只採集一半的資料就可以重建出完整的影象?乙個簡單的想法,都是實數的的話,只有實部未知數只有n*1個,但採集到是資料s是個複數,除了實部還有虛部,所以只需要採集n/2*1個點就可以重建出來n*1的m。

2.mri的訊號是稀疏的,比如在k空間域裡,訊號主要集中在低頻部分。這個比較好理解,人體組織成分大體相同,多是水,並且分布比較連續。基於這個事實,衍生出的技術比較多了,乙個是在採集軌跡上做文章,比如採用橢圓採集,螺旋採集等。另外就是壓縮感知技術,這個東東還比較熱現在。

看到m>n,可能有點怪了,採集的訊號比要成像的還要多也能加速? 好吧,我把並行採集作為過採集的一類了,事實也也確實如此的。如果把加速的倍數(k空間內採集的線與完整的k空間線數比)乘上線圈的通道數的話,值是遠大於一的,所以其實這是個過採集,我們求解的是乙個超定方程。

總之,mri是想使用最短的時間才得到最好的影象質量,超解析度重建技術很多都可以在mri中使用。到這裡對mri技術做個概括的描述,下面進行一些零散的東西。

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