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超越FFT:迈向非笛卡尔MRI
AI032Lesson 8
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传统的MRI重建依赖于 逆快速傅里叶变换(IFFT),虽然计算效率高($O(N \log N)$),但要求数据必须在均匀的 笛卡尔网格上。然而,现代临床需求——如 钠磁共振成像(Sodium MRI) 用于肿瘤检测——需要 非笛卡尔轨迹 (螺旋/径向路径)来捕捉衰减极快的信号。

1. 插值法与迭代求解器的对比

由于螺旋轨迹的采样点不与网格对齐,我们无法直接应用IFFT。我们必须选择使用 插值法 (将采样点通过一个 加权函数进行插值)或 迭代重建。后者由 Haldar和Liang提出,将重建问题视为一个线性求解器问题:$$(F^H F + \lambda W^H W)\rho = F^H d$$

2. 计算范式的转变

传统串行CPU在临床时间范围内难以应对迭代求解器的$O(N)$复杂度。通过转向 GPU的大规模并行计算,我们可以将每个 体素 映射到一个独立线程,从而将嵌套复杂性的噩梦转变为高吞吐量优化的核函数。

笛卡尔(FFT)螺旋(迭代)范式转变GPU加速实现了实时的非网格化图像映射
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