向鹏程 蔡聪波 王杰超 蔡淑惠 陈忠

(厦门大学电子科学系,厦门 361005)

单扫描时空编码磁共振成像是一种新型超快速磁共振成像技术,它对磁场不均匀和化学位移伪影有较强的抵抗性,但是其固有的空间分辨率较低,因此通常需要进行超分辨率重建,以在不增加采样点数的情况下提高时空编码磁共振图像的空间分辨率.然而,现有的重建方法存在迭代求解时间长、重建结果有混叠伪影残留等问题.为此,本文提出了一种基于深度神经网络的单扫描时空编码磁共振成像超分辨率重建方法.该方法采用模拟样本训练深度神经网络,再利用训练好的网络模型对实际采样信号进行重建.数值模拟、水模和活体鼠脑的实验结果表明,该方法能快速重建出无残留混叠伪影、纹理信息清楚的超分辨率时空编码磁共振图像.适当增加训练样本数量以及在训练样本中加入适当的随机噪声水平,有助于改善重建效果.

1 引言

单扫描时空编码磁共振成像(spatiotemporallyencoded magnetic resonance imaging,SPEN MRI)是一种新兴的超快速成像技术[1-3].与回波平面成像(echo planar imaging,EPI)相比,SPEN MRI在相位编码维采用更大的带宽,这使得其受磁场不均匀和化学位移的影响较小,但是大的采样带宽限制了其信号采样点数,因此通常SPEN MRI 的信号是欠采样的.根据SPEN MRI 的稳定相位点特性,可以直接对采样信号取幅值重建出MRI 图像.然而,这样得到的图像空间分辨率不能满足实际应用的需要,因而需要对SPEN MRI 采样信号进行超分辨率(super-resolved,SR)重建.

SPEN MRI 采……