磁共振快速成像加速技術(shù)演講人：日期:CATALOGUE目錄01并行成像技術(shù)原理02壓縮感知理論應(yīng)用03部分傅里葉成像技術(shù)04深度學(xué)習(xí)加速方法05脈沖序列優(yōu)化路徑06臨床實踐挑戰(zhàn)與對策01并行成像技術(shù)原理SENSE算法架構(gòu)敏感度編碼通過多個線圈同時采集數(shù)據(jù)，每個線圈對應(yīng)的FOV更小，空間分辨率更高。01圖像重建利用線圈靈敏度信息，通過算法將多個線圈采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，重建出完整的圖像。02加速因子通過減小每個線圈的采樣數(shù)，實現(xiàn)成像速度的加快，同時保持圖像質(zhì)量。03GRAPPA重建方法迭代重建通過多次迭代計算，不斷優(yōu)化重建結(jié)果，提高圖像質(zhì)量。03利用自校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和已采集的線圈數(shù)據(jù)，通過線性組合的方式重建缺失的數(shù)據(jù)。02線性組合采集自校準(zhǔn)數(shù)據(jù)在成像過程中采集額外的自校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，用于后續(xù)重建。01線圈設(shè)計合理設(shè)計線圈的形狀、大小和排列方式，使每個線圈的靈敏度分布盡可能均勻。線圈靈敏度優(yōu)化策略靈敏度校準(zhǔn)在成像前對線圈靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)，確保每個線圈的靈敏度信息準(zhǔn)確無誤。動態(tài)調(diào)整在成像過程中動態(tài)調(diào)整線圈的靈敏度，以適應(yīng)不同部位和不同成像序列的需求。02壓縮感知理論應(yīng)用稀疏表示通過隨機(jī)采樣獲取圖像的部分信息，避免圖像細(xì)節(jié)的丟失。隨機(jī)采樣約束條件利用圖像的先驗信息，如平滑性、結(jié)構(gòu)性等，作為約束條件，優(yōu)化重建圖像的質(zhì)量。利用圖像在某個變換域的稀疏性，減少采樣率，實現(xiàn)快速成像。稀疏采樣基礎(chǔ)模型非線性迭代重建流程初始化迭代過程停止準(zhǔn)則后處理選擇合適的初始值，如零填充、模糊圖像等，開始迭代重建。通過不斷迭代更新圖像，使重建圖像逐漸逼近真實圖像，同時滿足稀疏性和數(shù)據(jù)一致性。設(shè)置合適的停止準(zhǔn)則，如迭代次數(shù)、誤差范圍等，避免過度迭代導(dǎo)致圖像失真。對重建圖像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)等后處理，提高圖像質(zhì)量。臨床圖像質(zhì)量驗證分辨率對比度信噪比診斷效果通過對比重建圖像與原始圖像的分辨率，評估圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力。測量重建圖像的信號與噪聲之間的比例，反映圖像的整體質(zhì)量。評估圖像中不同組織之間的對比度，以判斷圖像的清晰度和可識別性。邀請臨床醫(yī)生對重建圖像進(jìn)行診斷，評估圖像在實際應(yīng)用中的價值。03部分傅里葉成像技術(shù)在頻率編碼方向上采集一半數(shù)據(jù)，通過傅里葉變換獲得圖像。半掃描數(shù)據(jù)采集規(guī)則頻率編碼方向在相位編碼方向上，只采集一半數(shù)據(jù)，減少采集時間。相位編碼方向采集到的部分?jǐn)?shù)據(jù)通過鏡像或?qū)ΨQ的方式進(jìn)行填充，以獲得完整的圖像。數(shù)據(jù)填充方式利用相位信息對數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正，保證圖像的真實性。相位對稱性重建算法相位校正通過頻域濾波方法，去除高頻噪聲和偽影，提高圖像質(zhì)量。頻域濾波利用相位對稱性原理，將采集到的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行重建，得到完整的圖像。相位對稱性偽影抑制邊界條件邊界條件設(shè)定在成像過程中設(shè)定特定的邊界條件，以抑制偽影的產(chǎn)生。01偽影來源分析分析偽影產(chǎn)生的來源，如數(shù)據(jù)采集不完整、運動偽影等，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行抑制。02邊界偽影校正對于已經(jīng)產(chǎn)生的邊界偽影，可以通過校正算法進(jìn)行修正，提高圖像的準(zhǔn)確性和可解讀性。0304深度學(xué)習(xí)加速方法端到端重建網(wǎng)絡(luò)設(shè)計注意力機(jī)制引入注意力機(jī)制，使網(wǎng)絡(luò)關(guān)注圖像重建的關(guān)鍵區(qū)域，提高重建速度和準(zhǔn)確性。03通過生成器與判別器之間的對抗訓(xùn)練，提升重建圖像的逼真度和細(xì)節(jié)表現(xiàn)。02GAN生成對抗網(wǎng)絡(luò)U-Net網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用編碼器-解碼器結(jié)構(gòu)，通過跳躍連接保留圖像細(xì)節(jié)信息，提升重建圖像質(zhì)量。01數(shù)據(jù)增強(qiáng)利用計算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)生成逼真的仿真數(shù)據(jù)，彌補真實數(shù)據(jù)的不足，提高模型的訓(xùn)練效果。仿真數(shù)據(jù)生成領(lǐng)域自適應(yīng)技術(shù)通過遷移學(xué)習(xí)等方法，將模型在仿真數(shù)據(jù)上學(xué)到的知識遷移到真實數(shù)據(jù)上，提升模型的實用性。通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等變換，增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)的多樣性，提升模型的泛化能力。合成數(shù)據(jù)訓(xùn)練策略模型壓縮與量化通過模型壓縮和量化技術(shù)，降低模型的計算復(fù)雜度和存儲需求，實現(xiàn)模型的實時運行。實時成像系統(tǒng)整合FPGA硬件加速利用現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）進(jìn)行硬件加速，提高磁共振成像設(shè)備的信號處理能力，實現(xiàn)實時成像。分布式計算架構(gòu)采用分布式計算架構(gòu)，將計算任務(wù)分配到多個計算節(jié)點上，實現(xiàn)并行處理，提高計算效率。05脈沖序列優(yōu)化路徑通過減少TR，可以提高采集速度，從而減少成像時間。但需權(quán)衡對比度和噪聲之間的平衡。TR/TE參數(shù)壓縮技術(shù)縮短重復(fù)時間（TR）在TR縮短的情況下，通過調(diào)整TE值，可以進(jìn)一步優(yōu)化信號強(qiáng)度和對比度，從而提高圖像質(zhì)量。縮短回波時間（TE）同時調(diào)整TR和TE，以達(dá)到快速成像和高質(zhì)量圖像的雙重目標(biāo)。這涉及復(fù)雜的算法和臨床經(jīng)驗積累。參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化三維快速容積成像通過一次激發(fā)同時采集多層圖像數(shù)據(jù)，大幅提高成像速度。這種方法適用于需要快速獲取三維信息的場景。多層同時采集容積重建技術(shù)容積成像應(yīng)用利用先進(jìn)的重建算法，從較少的二維數(shù)據(jù)中恢復(fù)出完整的三維圖像。這種方法降低了數(shù)據(jù)采集量，提高了成像速度。三維快速容積成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于血管成像、臟器功能評估等領(lǐng)域，為臨床診斷和治療提供了有力支持。運動偽影同步抑制同步采集技術(shù)運動偽影識別與抑制運動校正算法通過精確控制圖像采集與運動周期之間的同步關(guān)系，有效抑制由于運動產(chǎn)生的偽影。這種方法適用于周期性運動或可預(yù)測的運動。利用圖像處理算法對運動產(chǎn)生的偽影進(jìn)行校正，以獲取更清晰的圖像。這種方法適用于難以完全控制的運動，如心臟跳動等。通過識別運動偽影的特征，并采取相應(yīng)的抑制措施，以改善圖像質(zhì)量。這種方法結(jié)合了上述兩種技術(shù)的優(yōu)點，提高了運動偽影抑制的效果。06臨床實踐挑戰(zhàn)與對策通過優(yōu)化成像序列和參數(shù)設(shè)置，減少單次掃描時間，提高檢查效率。掃描時間與分辨率平衡掃描時間縮短技術(shù)采用高分辨率成像技術(shù)，如K空間采樣、圖像重建算法等，確保圖像質(zhì)量不受損失。分辨率提升策略根據(jù)臨床需求和患者情況，合理調(diào)整掃描時間和分辨率，實現(xiàn)最佳平衡。平衡掃描時間與分辨率特殊患者場景適配兒童患者幽閉恐懼癥等心理障礙患者針對兒童患者特點，如配合度低、運動多等，設(shè)計快速成像序列和鎮(zhèn)靜方案。危重患者對于危重患者，采用床旁磁共振成像設(shè)備，實現(xiàn)實時監(jiān)測與成像，提高搶救成功率。提供開放型或短孔徑磁共振設(shè)備，以及心理疏導(dǎo)和鎮(zhèn)靜藥物等輔助措施。多中心標(biāo)準(zhǔn)化方案掃描協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化制定統(tǒng)一的掃描協(xié)議和