基于结构引导全变分的多对比度MRI重建

磁共振成像（MRI）是一种多功能的成像技术，可根据采集参数提供不同的对比度。许多临床成像研究获取这些对比度中不止一种的MRI数据——例如T1和T2加权图像——这使得整个扫描过程非常耗时。由于所有这些图像显示相同的底层解剖结构，人们可以尝试在重建过程中考虑相似性以省略不必要的测量。我们将讨论全变分的两种修正——基于 i) 位置和 ii) 方向——它们考虑了结构先验知识，并在无结构知识可用的退化情况下退化为全变分。我们用交替方向乘子法求解由此产生的凸最小化问题，该方法将前向算子与先验分离。对于两种先验，相应的近端算子可实施为全变分对偶问题上快速梯度投影方法的扩展。我们在基于体模和真实MRI图像的六个数据集上测试了这些先验。在所有测试案例中，利用来自其他对比度的结构信息在标准指标（如峰值信噪比和结构相似性指数）方面比使用全变分单独重建产生更好的结果。此外，我们发现利用二维方向信息可得到具有清晰边缘的图像，优于仅使用关于边缘位置的先验信息重建的图像。