您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:立博娱乐 > 波压 >

在硬件系统不支持的情况下很难实现

发布时间:2018-09-22 14:08 来源:未知 编辑:admin

  CS-MRI虽然成长敏捷,各项研究均表白其使用的可行性,可是到目前仍然没有在临床进行普遍的使用。次要缘由有以下几点:CS手艺理论系统仍欠完美,合适的稀少变换方式、得当的采样体例及重建算法仍需进一步研究;压缩感知磁共振相关序列的设想与编程及若何在扫描仪上实现该手艺仍是难题;若何与其他成像手艺连系也是亟待处理的问题。无论若何,CS-MRI快速成像都能极大地缩短扫描时间,提高了MR查抄的舒服性,削减了活动伪影,好像并行采集手艺一样,必将成为心血管磁共振查抄革命性的新手艺。

  (本网站所有内容,凡说明来历为“医脉通”,版权均归医脉通所有,未经授权,任何媒体、网站或小我不得转载,不然将追查法令义务,授权转载时须说明“来历:医脉通”。本网说明来历为其他媒体的内容为转载,转载仅作概念分享,版权归原作者所有,若有加害版权,请及时联系我们。)

  保守磁共振成像采集k空间的信号后通过傅里叶变换获得图像数据,这需要采集k空间的信号数等于图像的像素数,因而需要破费大量的时间。CS-MRI只操纵部门k空间重建图像,它以信号的稀少性作为前提,同时进行信号的采样与压缩,间接获取稀少信号,因而削减了MR成像时间。使用压缩感知手艺有3个前提:信号的稀少性或稀少变换(sparsity or transform sparsity);不相关欠采样(incoherence sampling);非线性重建(nonlinearreconstruction)。压缩感知手艺在心脏灌注成像中的使用包罗:(1)稀少变换:全采样数据通过稀少变换映照到y-f域中;(2)不相关采样:通过对k空间原始数据进行伪随机数亚采样;(3)非线性重建:对y-f域中的稀少变换所得成果进行非线性重建。

  磁共振因其软组织分辩率高且无辐射等长处在心血管疾病中的使用日益普遍,但因为遭到保守奈奎斯特采样率及数据编码等要素的限制,使得它的成像速度比拟于CT慢良多。为了加速成像速度,能够使用快速成像序列,如回波平面成像(echo planar imaging,EPI)、快速小角度激发成像(fast low-angle shot,FLASH)、类回波成像(delayalternating with nutation for tailored excitation,DANTE)等,但前提是需要一个较强的梯度场,而场强不克不及无限制地加强。提高主磁场场强及加速梯度场的切换速度也遭到硬件系统及人体平安性的限制,不克不及满足心血管系统成像的要求。

  2007年,Lustig等最先将压缩感知手艺使用到磁共振成像中。此后,这项手艺惹起了研究者和临床大夫极大的研究乐趣,无望推进心脏磁共振在临床更普遍的使用。本文次要引见压缩感知手艺及其在心脏磁共振范畴的使用价值。

  笛卡尔采样是最常见的一种线性欠采样方式,该方式所获得的采集数据相关性高于其他非线性采集,但重建图像质量差,伪影多。比拟之下,非线性采样方式所得采集数据相关性更低。常见的非线性采集包罗螺旋式采集和放射状采集。非线性重建是操纵合适的算法从欠采样数据中恢回复复兴始稀少信号的过程。具体的重建算法大致能够分为3类:贪婪算法、凸优化算法和组合算法。

  心律不齐与心功能不满是心血管疾病常见的临床表示,这类患者行心血管磁共振查抄时易发生严峻活动伪影而无法获得具有诊断价值的图像。别的,严峻心衰患者常常无法耐受长时间的查抄。因而,上述环境在必然程度上限制了心血管磁共振在心血管疾病中的使用普及。2006年Candès等系统性地提出了压缩感知(compressed sensing,CS)理论,这一消息采集与获取理论操纵了信号的稀少性,使用必然的方式在小于奈奎斯特采样率前提下采集数据,通过优良重构算法进行图像的重建,而不牺牲图像的空间分辩力。

  原始图像数据中包含了大量的非无效消息,忽略这部门消息并不会影响图像的呈现结果。这恰是CS-MRI使用的第1个前提前提,即原始图像是可稀少的。因为原始图像中伪影呈现不相关性,因而利用适宜的欠采样方式能够保留原始图像的消息。对颠末不相关采样和稀少变换所获得的数据进行非线性重建,最终获得成像结果与利用全数数据重建的结果分歧。稀少变换就是将原始图像的特征用若干参数来暗示,构成稀少向量,获得的稀少矩阵能够操纵数学模子进行图像的重构。而大部门MRI图像具有稀少性,即原始图像矩阵中无效消息的数量远弘远于非无效消息。

  除上述劣势外,该手艺能够与多种脉冲序列连系,曾经在心血管系统疾病中获得了普遍使用。该手艺一大劣势在于加快因子越大,图像信噪比越低,且容易发生卷褶伪影,难以通过提高加快在一次屏气的过程中完成图像质量抱负的全心片子扫描。此外,因为该手艺需要多个信号采集通道,在硬件系统不支撑的环境下很难实现。压缩感知手艺与其比拟,压缩感知手艺在各类心脏磁共振成像中成像速度均具有较着的劣势,对于心律不齐患者能够在无限的时间内进行扫描,也能够削减呼吸及活动伪影,给无法憋气及无法耐受长时间查抄的患者带来了福音。

  心功能评估在心血管疾病的诊断及预后判断中有主要的感化。心脏MR片子是评估心脏功能与左室容积的金尺度。它采集单个层面心动周期分歧时相的一系列图像,单个时相获得的数据填充各自的k空间并重建各自的图像。操纵所有时相的图像构成片子可精确地对心脏全体及室壁节段进行功能评价。原始数据的采集耗时较多,凡是每个R-R间期(两个QRS波中R波之间的时间)采集20~30个时相,添加时相数能够更好地显示心脏的活动过程,但添加了扫描时间。CS-MRI能够在缩短扫描时间根本上获得抱负的空间分辩率。与其他快速成像手艺比拟,压缩感知手艺能够在每2次心跳获得1层图像,时间并行采集(temporal parallel acquisition techniques,TPAT)约每2.5次心跳获得一层图像,如斯快速的成像时间对于心律不齐及屏气功能受损的患者不只能够削减图像的伪影,更有益于精确的心功能阐发,并且能够极大地削减患者的不适感。

  进行稀少变换一方面能够将原始数据进行无损压缩,另一方面能够将原始图像中的无效消息变得愈加稀少,便于后续的不相关采样处置。常用的稀少变换包罗离散小波变换、离散余弦变换、快速傅里叶变换、无限差分变换等。分歧组织的图像使用分歧的稀少变换体例,以获得最优的重建结果。Qu等认为单一的稀少变换不克不及代表所有类型的图像特征,限制了重建质量,并提出了新的结合稀少变换方式。不相关欠采样是通过设想丈量矩阵对变换后的稀少矩阵进行相位编码标的目的的欠采样,在三维欠采样的环境下,能够额外设想频次编码标的目的的随机数,进而达到更好的不相关采样结果。

  制造一个谨守“江湖”道义的大夫群体才是大夫自在的前提---从《江湖儿女》删省看医疗江湖

  在CS手艺呈现之前,临床上多利用并行采集手艺。并行采集手艺在必然程度上加速扫描速度、抑止活动伪影,但它是以牺牲图像信噪比或空间分辩力为价格,因而称不上完满处理方案。对于频发早搏或者心律不齐的患者,该手艺能够削减心电触发的次数,以至不采存心电门控手艺的高速成像手艺(采集的速度也能够达到20~30帧/秒以上)也可初步达到诊断需求。

  在加速成像速度的同时,图像的质量均达到了诊断要求。针对各自优错误谬误,通过压缩感知手艺和并行采集手艺的结合使用可实现高空间分辩率图像的快速扫描。Feng等提出用屏气多回波快速自旋回波序列,通过FOCUSS (k-t FOCalunderdermined system solver)算法,连系压缩感知和并行采集手艺实现高分辩率(1.7 mm×1.7 mm)心脏T2成像。因而,将两者连系使用于心脏磁共振大概是将来快速MR成长趋向。

  心血管磁共振的心肌首过灌注成像能够领会心肌缺血的环境,对于其检测和预后有很大的协助。常用的序列次要包罗EPI及快速小角度激发成像序列(turbo FLASH)等。想要获得高质量的诊断图像需要满足以下前提:成像速度快的脉冲序列;心率要求节制在70次/分以下;呼吸节制以削减活动伪影。对于一部门心血管疾病的患者很难达到上述要求。Otazo等通过连系压缩感知手艺及并行成像手艺来提高首过灌注加快度,成果表白其对于呼吸活动伪影不敏感而且比拟较于2倍加快的GRAPPA有着类似的时间保真度及图像质量。

  Vincenti等比力了CS单次屏气多层磁共振片子手艺与尺度多次屏气手艺评估左室容积和功能的结果,成果表白几乎所有患者(94%)都获得了抱负的图像质量,只要2名参与者(6%)图像稍差(伪影跨越3层),但所有参与者都达到了进行阐发的尺度。对于装有心脏起搏器的患者也获得了抱负的图像质量。左室射血分数及左室容积也有较高的分歧性。Kido等比力了自在呼吸CS心脏片子与尺度屏气心脏片子对于左心功能与质量评估,成果显示CS心脏片子略微低估了左室舒张末期质量(63例患者中尺度屏气心脏片子左室质量中值约83.8 ml,而自在呼吸的CS心脏片子左室质量中值约79.0 ml),而舒张末期容积没有较着差别,猜测其缘由可能是因为心外膜的描画不精确形成的。小波变换图像压缩由于CS手艺会降低心肌与四周组织的对比度,欠采样的体例使鸿沟不敷敏感。CS手艺在评价心功能时,虽然略微低估了左室舒张末期质量,可是仍然在可接管的范畴内,其贰心功能目标都与尺度心脏片子具有较高的分歧性,因而具有很大的临床使用价值。

  在一组健康受试者的研究中,不异的加快度因子下,CS手艺在全体图像质量及信噪例如面优于并行采集成像,好发病变的血管近段及中段两者有着类似的图像质量评分,而血管远段两者评分都较低。

  因为呼吸活动和心脏跳动的影响及较高空间分辩率的要求,保守的冠脉MRI扫描时间长、活动伪影多。目前节制呼吸活动伪影的体例有屏气或者呼吸导航。有些心血管疾病患者无法屏气共同,而非屏气呼吸导航单支冠状动脉成像需要6~13 min。单序列长时间扫描的图像质量受患者的不自主活动的影响较大。Akcakaya等在1.5 T MR对比压缩感知手艺和并行采集手艺在亚毫米级(0.9 mm×0.9 mm×0.9 mm)全心冠脉MRI,发觉压缩感知手艺速度是并行采集成像的6倍,且削减了呼吸与活动伪影。为了更好地发觉冠脉的狭小,需要较高的空间分辩率。

  心肌延迟加强(late gadolinium enhancement,LGE)能够判断心肌的活性,领会心肌缺血的程度及范畴,对于缺血疾病的临床诊治及预后判断有主要的指点价值。保守延迟加强常采用T1WITurble FLASH序列,通过选择最佳反转时间使一般心肌呈低信号,非常心肌呈现高信号。完成所需2D图像的扫描一般要屏气6~12次,需10~15 min。压缩感知手艺能够使用于心肌延迟加强扫描。Akcakaya等操纵LGE结合LOST (lowdimensional-structure self-learning and thresholding)压缩感知手艺评估心肌纤维化,发觉左心室和左心房纤维化的评估中所有图像均获得了很好的诊断质量评分。分辩率的提高使大夫在视觉上对梗死周边区更敏感,而这是冠心病患者灭亡与室性心律变态的预测因子。

  来历:李爽,陆敏杰,赵世华.压缩感知手艺及其在心脏磁共振中的使用进展[J].磁共振成像,2018,9(04):299-302.

  对于心脏MRI,Lustig等提出k-t sparse方式将压缩感知理论融入此中。其后,Usman等又提出了k-t group sparse法,该手艺比前者有更高的重建质量及时间分辩率,更合用于心脏成像。

锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有