磁共振成像（MRI）是目前醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中功能最強大、技術(shù)門檻最復(fù)雜的技術(shù)之一。然而，相對其它成像模態(tài)（CT、超聲）存在數(shù)據(jù)采集速度較為緩慢（較長的掃描時間）的缺陷，比如在動態(tài)成像時造成分辨率不夠、容易產(chǎn)生運動偽影等，制約了磁共振成像在臨床上的廣泛應(yīng)用。中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所勞特伯生物醫(yī)學(xué)成像研究中心梁棟課題組針對這一瓶頸問題，致力于研究基于稀疏采樣理論的快速磁共振成像方法。
近期以來，該課題組在國際磁共振期刊Magnetic Resonance in Medicine 上連續(xù)發(fā)表了3篇學(xué)術(shù)論文。這些領(lǐng)先成果具有巨大的臨床應(yīng)用潛力，將加速推動一系列高級磁共振成像技術(shù)走向臨床。
梁棟博士與吳垠博士合作的Accelerated MR diffusion tensor imaging using distributed compressed sensing 在線發(fā)表在MRM 上。該研究利用計算機仿真數(shù)據(jù)和離體動物心臟數(shù)據(jù)，探討了壓縮感知欠采樣因子對DTI成像質(zhì)量的影響。研究人員發(fā)現(xiàn)在6個彌散方向和10次重復(fù)掃描的前提下，加速4倍時的彌散參數(shù)圖在視覺上和金標(biāo)準(zhǔn)相差無幾。
該課題組朱燕杰博士與香港中文大學(xué)合作者共同研究的成果PANDA-T1ρ: Integrating Principal Component Analysis and Dictionary Learning for Fast T1ρ Mapping 在線發(fā)表。該研究創(chuàng)新性地將PCA變換和字典學(xué)習(xí)相結(jié)合，以獲取磁共振T1ρ圖像序列時間軸方向的最優(yōu)稀疏表示，進而實現(xiàn)壓縮感知重建。同樣的加速倍數(shù)下，該方法較傳統(tǒng)快速成像方法能夠恢復(fù)T1ρ參數(shù)圖更多的細(xì)節(jié)信息。
課題組彭璽博士的最新研究成果 Incorporating Reference in Parallel Imaging and Compressed Sensing被MRM 接收。該研究提出廣義級數(shù)模型、壓縮感知、并行成像三者耦合的成像方法。經(jīng)驗證，該方法能夠有效提高壓縮感知理論所要求的信號稀疏性，改善并行成像系統(tǒng)的病態(tài)條件，具有更好的細(xì)節(jié)恢復(fù)和噪聲抑制能力。
以上研究成果均由深圳先進院獨立或主導(dǎo)完成，并得到國家自然科學(xué)基金及深圳市項目的資助。
基于壓縮感知的彌散張量成像在不同加速因子時的重建結(jié)果
加速因子R=2、3、4時，PANDA（提出的方法）, MBDL和 k-t FOCUSS-PCA（由上至下）三種方法重建的人腦T1ρ參數(shù)圖對比。
不同方法（其中READ-PICS是所提出的方法）4倍加速時的人腦磁共振圖像重建結(jié)果
