心脏磁共振扩散张量场正则化方法研究
随着磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)技术的发展，扩散张量磁共振成像(Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging, DTI)技术因其可以实现非侵入人体组织器官及多参数成像，引起了人们的广泛关注。由于扩散加权磁共振成像(Diffusion Weighted Magnetic Resonance Imaging, DWI)过程中引入大量噪声，被噪声污染的张量场偏离其真实走向，使得跟踪出来的纤维结构不够平滑，甚至可能得到错误的结果。张量场正则化以恢复其真实走向为目的，成为后续纤维跟踪工作的一个必要步骤。本文基于变分偏微分方程原理，对张量场正则化方法进行了系统深入的研究，并对其数值实现进行了探讨。 图像恢复问题是一类典型的不适定问题，解决不适定问题的方法，称为正则化方法。本文将全变分(Total Variation, TV)正则化方法引入到张量场的处理当中。TV正则化方法不仅在灰度图像恢复和处理方面取得了成功，在多值图像的正则化中也取得了良好的效果。 磁共振扩散张量场即为3×3的正定对称矩阵场，相对于一般的矢量，张量具有其特殊的性质（正定对称性）。因此，在处理过程中，必须要保证其正定对称性，以使其不脱离张量空间。把一般的TV正则化算法推广到磁共振扩散张量场，需要一个理想的坐标空间。本文在欧几里德坐标空间，把Cholesky分解引入到张量场，以保证张量的正定对称性。并采用耦合技术以更好的保护张量场的边缘特征。得到了较好的恢复效果，但是部分张量的各向异性降低了。由于欧几里德空间的局限性，黎曼空间成为张量场正则化一个更好的选择，本文采用对数欧几里德黎曼空间，在很好的恢复了张量场走向的同时，使恢复后的张量场更具有各向异性。
磁共振成像;扩散张量场;偏微分方程;全变分;正则化;各向异性
哈尔滨工业大学
硕士
控制科学与工程
王新生
2009
中文
TP391.41;R445.2
67
2013-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）