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超越快速傅立葉變換:非笛卡兒磁振成像的轉變
AI032Lesson 8
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傳統磁振成像重建依賴於 反向快速傅立葉變換(IFFT),雖然計算效率高($O(N \log N)$),但必須在均勻的 笛卡兒格網上。然而,現代臨床需求——例如 鈉磁振成像 用於腫瘤偵測——需要 非笛卡兒軌跡 (螺旋/放射狀)來捕捉衰減極快的訊號。

1. 插值法與迭代解法的比較

由於螺旋軌跡的樣本無法對齊格網,我們無法直接應用IFFT。必須選擇使用 插值法 (將樣本透過 加權函數進行插值)或 迭代重建。後者由 Haldar 與 Liang提出,將重建視為線性求解問題:$$(F^H F + \lambda W^H W)\rho = F^H d$$

2. 計算架構的轉變

序列式中央處理器在臨床時間框架內無法應付迭代求解器的$O(N)$複雜度。透過轉向 GPU上的大量平行運算,我們可將每個 體素 體素對應至一個獨特執行緒,將原本深陷於嵌套複雜性的噩夢轉化為高效能吞吐量優化的核心運算。

笛卡兒(FFT)螺旋(迭代)轉變GPU加速使即時非格網圖形成為可能
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