磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）获取的数据为复数,在常规诊断中通常使用幅值图像,而丢弃相位成分。但相位图像包含了组织磁化率、横向弛豫率T₂*和磁场不均匀度等信息,在Dixon水与脂肪分离、磁敏感加权成像和磁化率定量成像中有着广泛的应用。早期的单通道MRI具有扫描时间长、信噪比低等缺点。近年发展的并行多通道MRI技术能够在保持扫描视野和空间分辨率不变的前提下有效地提高了成像速度和获得较高信噪比的相位图像。然而,无论是单通道还是并行多通道MRI,利用角度函数（如反正切）从复数信号获得的相位都会被缠绕到(-π,π]弧度区间内。因此获得的相位也被称为缠绕相位。从缠绕相位图像中获得真实相位图像的过程被称为相位解缠绕。相位解缠绕通常假设相邻像素潜在真实相位差不超过π。如果该条件得到满足,则很容易获得平滑的潜在真实相位图像。然而,当感兴趣区域内存在严重的噪声、快速相位变化或不连通区域时,相邻像素的真实相位差有可能大于π。这时,从缠绕相位图像中很难准确地恢复出真实相位,尤其对二维及以上的数据来说。针对以上情况,本文提出了三种相位成像新方法,并使用仿真和临床磁共振Dixon水与脂肪分离与磁化率定量成像数据来评价提出的方法。主要研究内容分为以下三部分:（1）提出了一种基于像素聚类和局部曲面拟合的二维相位成像新算法,使其在存在严重噪声、快速相位变化或不连通区域的情况下仍可以鲁棒地获得潜在的真实相位。获取的磁共振相位图像通常在临近缠绕区域变化迅速。相比之下,向量（phasor）变换缓慢,特别是在远离组织交界区域。根据以上观察,利用相位和向量的不同局部变化特性,提出的方法首先聚类像素为易于解缠绕的块和难于解缠绕的残余像素,然后使用一种基于区域增长的局部多项式曲面拟合方法依次执行块内、块间和残余像素相位解缠绕。在仿真实验中,即使在信噪比等于0.5、相邻像素相位变化大于π或存在不连通区域的感兴趣区域内,提出的方法的平均错误率仍小于1.50%。对于350个临床膝关节和踝关节水与脂肪分离数据图像,提出方法的水脂互换率为4.29%。（2）提出了一种基于像素聚类和局部多项式拟合的三维相位成像方法,并将提出的方法应用于磁化率定量成像中以实现组织磁化率可靠地、准确地定量。我们把基于像素聚类和局部曲面拟合的算法从二维扩展到三维。扩展后的基于像素聚类和局部曲面拟合的算法使用三维26-邻域来计算相位和向量的局部变化,并把相位数据聚类为三维的块或子块,最后使用三维局部多项式模型建模局部窗内真实相位。仿真与临床磁共振磁化率定量成像实验结果表明即使当感兴趣区域内存在严重噪声、不连通区域、快速相位变换或open-end cutlines时,提出的方法仍可以准确地实现三维相位数据解缠绕。（3）提出了一种使用相位跳转探测和局部曲面拟合的相位成像新方法,使其在存在严重噪声、快速相位变换和不连通区域的情况下可以鲁棒地工作。提出的方法首先通过自动探测相位跳转位置把相位图像分成块,然后聚类邻近相位跳转的像素为残余像素。其后,提出方法使用局部曲面拟合方法依次执行块内、块间和残余像素解缠绕。为了解决块内缠绕存在的问题,提出方法使用相位分区方法把每一块分成子块,然后使用逐块增长方法执行子块间相位解缠绕。相位导数方差作为质量标准被用来确定残余像素的区域增长路径。在具有严重噪声、快速变化相位和不连通区域的仿真实验中,提出方法获得准确的潜在真实相位图像,其错误率的均值和标准差为0.26±0.07%。对于505个临床膝关节和踝关节数据图像,提出方法总的水脂互换率为1.78%。