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腹部成像是磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)一个非常重要的应用领域,然而呼吸导致的运动伪影仍然是其面临的一个关键问题。低场MRI系统由于硬件性能的限制,对于相同的扫描技术,所需的扫描时间一般更长,因此更易受呼吸运动伪影的影响。如果不对呼吸运动进行补偿或矫正,将造成图像的模糊、鬼影、信号丢失、误标记等。这些图像伪影会使重要的解剖结构变得模糊不清,使诊断变得困难甚至不可能。因此研究低场下如何减轻呼吸运动伪影就成为了一个重要的问题。回顾式呼吸导航门控(retrospective respiratory navigator gating)作为一种简单的技术能有效减少呼吸带来的图像伪影。目前,该技术已经在高场超导MRI系统上得到了应用,但此技术在低场永磁MRI设备上的实现和应用尚未见诸报道。对此,本文首先研究和解决了回顾式呼吸导航门控技术在低场MRI系统上的设计和实现。从另一个方面来看,传统的回顾式呼吸导航门控技术也有自己的缺点。主要表现在扫描时间很长、信噪比效率不高。针对此间题,在低场MRI系统上实现了传统回顾式呼吸导航门控技术之后,本文新提出了一种改进的数据采集和重建方法来改善回顾式呼吸导航门控技术的性能。本文的主要内容可分为以下两部分:1.导航序列的设计与实现实现回顾式呼吸导航门控技术,第一步也是最重要的一步就是设计和实现条形束(pencil beam)激发脉冲。本论文用小角度激发的k空间分析方法设计了二维条形激发脉冲用作呼吸导航:根据梯度线圈的最大梯度幅值和切变率设计了满足梯度系统指标的激发k空间轨迹;利用变密度k空间轨迹缩短了脉冲长度,改善了激发轮廓;使用SLR (Shinnar-Le Roux)数值计算方法仿真了激发轮廓;在实现时,测量了实际的激发k空间轨迹,并根据测量结果优化了梯度波形的设计;检测隔膜位置时使用了基于灰度值的边缘检测算法,得到了准确的检测结果。2.回顾式呼吸导航门控序列的实现与改进本文将设计好的导航序列与2D GRE序列结合起来实现了回顾式呼吸导航门控技术,之后又对传统的回顾式呼吸导航门控技术做了改进。改进表现在:使用变过采集率的数据采集方法减少了扫描时间;引入了加权平均的重建算法提高了图像的信噪比,减少了图像的运动伪影。水模和七名志愿者的成像结果表明,相同的扫描时间,改进方法和传统方法相比,可以有效提高图像的信噪比、减少图像伪影。该方法也可在不影响图像质量的前提下减少扫描时间。