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动态对比增强磁共振成像(Dynamic Contrast Enhanced MRI,DCE-MRI)是一种非侵入式、无放射性的能够反映人体组织生理特性的成像手段。它在肿瘤的诊断、分级、疗效评估以及抗肿瘤血管生成药物的研发当中,都发挥着重要的作用。参考图像压缩传感(Reference Image based Compressed Sensing,RICS)技术,是针对DCE-MRI的特点发展出的结合了压缩传感(Compressed Sensing,CS)基本理论和动态图像时域相关性的图像重建技术。该技术为解决DCE-MRI同时要求高时间分辨率和高空间分辨率的难题开辟了一条新的道路。 本文通过深入研究基于RICS技术的DCE-MRI在时间信号曲线重建、定量化生理参数估计等各个环节中的可靠性,及其在保证图像重建质量的前提下提高时间分辨率的能力,为该技术在临床中的实际应用打下了良好的基础。 本文的主要贡献可以归纳为以下几点。 1.系统地研究了RICS技术在重建DCE-MRI时间信号曲线中的可靠性,及其在保证高空间分辨率的前提下,提高时间分辨率的能力。在该研究中,我们对原有RICS技术的数据处理流程及相应的数据采集方式进行了改进,让使用者可以根据实际情况设计和选择生成参考图像的方法。研究结果表明,(1) RICS技术重建得到的时间信号曲线和“真实”曲线之间的相似性在加速因子为6.67时仍然很高,对基于ME/MC参考图像的RICS技术来说,两者之间平均相关系数达到0.977±0.023;(2)基于真实欠采样脉冲序列的RICS DCE-MRI,能够在保证高空间分辨率前提下将时间分辨率提高10倍。 2.深入研究了由基于RICS技术重建得到的前列腺T1加权DCE-MRI图像所估计出的定量化药物代谢动力学参数Ktrans和ve的可靠性。研究结果表明,由基于RICS技术重建得到的图像所估计出的Ktrans和ve在加速因子为6时仍然可靠,其与相应的“真实”参数之间的一致性相关系数CCC≥0.9。 3.深入研究了由基于RICS技术重建得到的子宫T1加权DCE-MRI图像所估计出的Ktrans和ve的可靠性,及其在保证图像重建质量的前提下,提高时间分辨率的能力。研究结果表明,(1)由RICS技术重建得到的图像估计出的Ktrans和ve在加速因子为6时仍然可靠(CCC≥0.9);(2)基于真实欠采样脉冲序列的子宫RICS DCE-MRI,能够在保证图像重建质量的前提下将时间分辨率提高6倍。 4.首次研究了由基于RICS技术重建得到的,经过t1,T2*相互校正的双回波DCE-MRI图像所估计出的定量化参数Ktrans,ve和rBV的可靠性。研究结果表明,由RICS技术重建得到的双回波图像所估计出的Ktrans,ve和rBV在加速因子为4时仍然可靠(CCC≥0.9)。