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核磁共振仪器若干技术研究

作　者: 罗晓斐
导　师: 肖忠祥
学　校: 西安石油大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 核磁共振 MRI 12谱反演共轭梯度法盲复原
分类号: TH834
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 4次
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内容摘要

近年来科技迅猛发展，核磁共振成像技术在地质、化学、医学等领域应用更加广泛。它不仅能用于测定核子的磁矩，还可以研究核子的结构。此外，用核磁共振乃乃谱作为技术手段分析物质，不会破坏样品内部结构，并且成像快速、准确、分辨率尚可，在各学科发挥了前所未有的作用，在检查人类的疾病等方面已经成为一种强大的武器。乃乃谱直接影响着成像质量，有必要进行深入研究。本论文通过对核磁共振仪器的广泛调研，着重研究了下述两个方面。基于弛豫信号反演基本理论研究分析，探讨了T2弛豫信号反演的最优化方法。最优化核磁共振信号T2谱是按照其基本思想构建符合反演的目标函数，然后把核磁共振1~2谱反演的目标函数转化为求解目标函数的最小值问题，进而使用共辄梯度法的二次终止性、收敛速度较快的优点完成上述最优化问题，本论文对其具体实现方法进行了仔细而详尽的论述，并且通过T2谱反演方法分别对核磁共振无噪声理论回波数据、不同信噪比理论回波数据进行对比研究。最后发现最优化反演算法完全适用于反演数据回波串等低信噪比的核磁弛豫信号、具备较强的抗干扰能力、对初始点的设置也没有很高的要求。由MRI成像有伪影提出一种基于图像质量评估的图像盲复原算法。此方法深入分析了基于梯度投影的盲复原算法，对梯度投影的盲复原算法进行改进，提出将图像质量评估引进其中，更有效的避免了求解过程中陷入局部最优或者解不稳定的情况。除此之外，本论文提出了一种新的去划痕方法，先对划痕图像进行二次模糊，模糊类型已知，再对该图像进行非盲复原。实验表明，本论文的方法能有效的改善图像质量，得到清晰的图像，并且能良好的恢复出图像的边缘信息，去除了划痕效应，使图像更符合人们的视觉感受。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-12
  1.1 本文的研究目的及意义  8
  1.2 核磁共振成像的发展历程和现状  8-9
  1.3 核磁共振成像仪的现状  9-11
  1.4 本文所做的工作  11-12
第二章核磁共振的物理基础及仪器系统组成  12-31
  2.1 拉莫尔频率和核磁共振条件  12-19
    2.1.1 拉莫尔频率  12-15
    2.1.2 拉莫尔进动的实验仿真  15-18
    2.1.3 核磁共振条件  18-19
  2.2 原子核磁化强度的弛豫过程  19-26
    2.2.1 原子核磁化强度的弛豫过程和 Bloch 方程  19-23
    2.2.2 含水物质中氢原子核的弛豫现象研究  23-25
    2.2.3 自发弛豫过程的实验仿真  25-26
  2.3 脉冲序列  26-28
  2.4 核磁共振成像系统  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章核磁共振 T_2弛豫信号反演研究  31-43
  3.1 孔隙流体核磁共振弛豫信号的多指数特征  31
  3.2 共轭梯度反演算法  31-37
    3.2.1 最优化算法原理  32-33
    3.2.2 共轭梯度算法原理及计算步骤  33-37
    3.2.3 共轭梯度算法的反演步骤  37
  3.3 实验仿真  37-42
    3.3.1 实验条件  37-41
    3.3.2 实验分析  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章基于图像质量评估的核磁共振图像盲复原  43-60
  4.1 图像的质量评价标准  43-46
  4.2 图像退化的相关概念  46-49
    4.2.1 连续图像退化的模型  46-47
    4.2.2 离散图像退化的模型  47-49
  4.3 基于图像质量评估的图像盲复原  49-53
    4.3.1 基于频域梯度投影法的图像盲复原  49-51
    4.3.2 基于图像质量评估的图像盲复原  51-52
    4.3.3 算法步骤  52-53
  4.4 实验仿真  53-58
    4.4.1 实验条件  53-54
    4.4.2 实验结果及分析  54-58
  4.5 本章小结  58-60
第五章总结与展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
攻读硕士学位期间发表的论文  65-66
详细摘要  66-74

核磁共振仪器若干技术研究

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