磁共振多对比度图像的重建方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种磁共振多对比度图像的重建方法，通过将待校正图像的过渡图像和残差图像相加，得到最终重建图像。其中，待校正图像为N个对比度的初始图像中的至少一个，过渡图像相较于初始图像具有较低的噪声和伪影，同时损失了部分组织结构信息，而该损失的部分组织结构信息可以由残差图像中的组织结构信息所弥补，通过两者加和得到的最终图像可以维持图像的保真度。由于过渡图像和残差图像没有改变初始图像的对比度和分辨率，而且均具有较低的噪声和伪影，因此，通过两者加和得到的最终图像可以维持图像的对比度和分辨率，也具有较低的噪声和伪影。本申请还公开了一种磁共振多对比度图像的重建装置。

Method and device for reconstruction of MRI multi contrast images

The present application discloses a method for reconstruction of a magnetic resonance multicontrast image by adding a transition image to a residual image to get the final reconstructed image. Among them, the image to be corrected is at least one of the initial images of N contrast, and the transition image has a lower noise and artifact than the initial image, and it loses some of the structure information at the same time, and the partial structure information of the loss can be made up by the fabric structure information in the residual image. The resulting image can maintain the fidelity of the image. As the transition image and residual image do not change the contrast and resolution of the initial image, and all have lower noise and artifact, the image contrast and resolution can be maintained by the final image added and the image can also have low noise and artifact. The invention also discloses a magnetic resonance multi contrast image reconstruction device.

【技术实现步骤摘要】
磁共振多对比度图像的重建方法和装置
本申请涉及医学影像领域，尤其涉及一种磁共振多对比度图像的重建方法和装置。
技术介绍
磁共振成像是一种多对比度成像技术，其可以获得多种对比度图像，提供丰富的信息用于诊断。例如，T1和T2加权图像可在一定程度上反映被检查部位的分子生物学和组织学特征，为疾病的检出和诊断提供信息。一般来说，T1加权像可以对增长解剖结构显示较好，T2加权像对病变的显示较为敏感。弥散加权成像(DiffusionWeightedImaging，DWI)的基础是水分子运动，可以反映基于脑生理状态的信息，为急性脑梗死、肿瘤、脱髓鞘等颅内病变的鉴别和诊断提供了重要信息。然而，相较于其他成像方式，如计算机x射线断层扫描(ComputedTomography，CT)、正电子发射(PositronEmissionTomography，PET)等，磁共振成像需要较长的扫描时间，进而限制了磁共振多对比度图像的获取。为了提高磁共振成像速率，减少磁共振扫描时间，并行成像(ParallelImaging)技术应运而生。该并行成像技术通过在相位编码方向用欠采样的方式采集数据，以达到降低扫描时间的目的。已有的并行成像技术例如敏感度编码(SensitivityEncoding，SENSE)和广义自校准部分并行采集(GeneralizedAuto-calibratingPartiallyParallelAcquisitions，GRAPPA)技术，能够有效减少磁共振扫描时间，但是也不可避免地降低了图像的信噪比，并在图像中引入一定的伪影。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种磁共振多对比度图像的重建方法和装置，以在维持图像对比度、保真度和分辨率的前提下，提高并行成像技术中的图像信噪比并消除图像伪影。为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：一种磁共振多对比度图像的重建方法，包括：分别对N个对比度的原始K空间数据进行并行重建，得到N个对比度的初始图像；所述原始K空间数据利用欠采样方式通过多线圈通道采集得到，其中，N≥2，且N为正整数；设定N个对比度分别为第1对比度、第2对比度，依此类推，直至第N对比度；根据N个所述初始图像生成待校正图像的过渡图像；相较于待校正图像，所述过渡图像包含较低的噪声和伪影，同时损失了部分组织结构信息；所述待校正图像为第n对比度的初始图像，n∈{1,2,.....,N}；对所述过渡图像进行反傅里叶变换并结合多线圈通道信息，得到仿真后的多通道K空间数据；将所述仿真后的多通道K空间数据与待校正图像对应的原始K空间数据作差，得到残差K空间数据；对残差K空间数据进行组织结构特征权重调制的稀疏约束重建，生成噪声和伪影被抑制的、且保留有组织结构信息的残差图像；将所述过渡图像与所述残差图像相加，得到第n对比度的最终重建图像。可选地，所述方法还包括：从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图；利用不同对比度图像共享相同的细节和组织结构信息的特性，将N个组织结构特征图进行结合，生成一个组织结构特征总图；所述对残差K空间数据进行组织结构特征权重调制的稀疏约束重建，生成噪声和伪影被抑制的、保留有组织结构信息的残差图像，具体包括：利用所述组织结构特征总图作为先验知识，对残差K空间数据进行正则化重建，得到噪声和伪影被抑制的且保留有组织结构信息的残差图像。可选地，所述从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图，具体包括：通过直接计算各个图像梯度的方法、基于结构相似法的图像结构信息提取方法、基于总变差模型的图像结构提取方法中的至少一种方法从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图。可选地，所述根据N个所述初始图像生成待校正图像的过渡图像，具体包括：根据N个所述初始图像获取待校正图像的参考图像；相较于所述待校正图像，所述参考图像具有较高信噪比和较少伪影；根据所述参考图像生成待校正图像的过渡图像。可选地，所述根据N个所述初始图像获取待校正图像的参考图像，具体包括：比较N个初始图像的信噪比和/或伪影；将N个所述初始图像中信噪比最高和/或伪影最少的初始图像作为待校正图像的参考图像。可选地，所述所述根据N个所述初始图像获取待校正图像的参考图像，具体包括：对N个初始图像进行加和平均，得到的加和平均图像作为待校正图像的参考图像。可选地，所述根据所述参考图像生成待校正图像的过渡图像，具体包括：利用图像比约束重建方法，根据参考图像重建出待校正图像的过渡图像。可选地，所述利用图像比约束重建方法，根据参考图像重建出待校正图像的过渡图像，具体包括：分别对待校正图像和参考图像进行去除噪声处理，得到去噪后的待校正图像和参考图像；将所述去噪后的待校正图像与去噪后的参考图像的比值与参考图像相乘，得到的乘积作为过渡图像。可选地，所述去除噪声处理为低通滤波处理。一种磁共振多对比度图像的重建装置，包括并行重建单元、第一生成单元、变换单元、减法单元、稀疏约束重建单元和加和单元，其中：并行重建单元，用于分别对N个对比度的原始K空间数据进行并行重建，得到N个对比度的初始图像；所述原始K空间数据利用欠采样方式通过多线圈通道采集得到，其中，N≥2，且N为正整数；设定N个对比度分别为第1对比度、第2对比度，依此类推，直至第N对比度；第一生成单元，用于根据N个所述初始图像生成待校正图像的过渡图像；相较于待校正图像，所述过渡图像包含较低的噪声和伪影，同时损失了部分组织结构信息；所述待校正图像为第n对比度的初始图像，n∈{1,2,.....,N}；变换单元，用于对所述过渡图像进行反傅里叶变换并结合多线圈通道信息，得到仿真后的多通道K空间数据；减法单元，用于将所述仿真后的多通道K空间数据与待校正图像对应的原始K空间数据作差，得到残差K空间数据；稀疏约束重建单元，用于对残差K空间数据进行组织结构特征权重调制的稀疏约束重建，生成噪声和伪影被抑制的、且保留有组织结构信息的残差图像；加和单元，用于将所述过渡图像与所述残差图像相加，得到第n对比度的最终重建图像。可选地，所述装置还包括特征提取单元和第二生成单元，其中：特征提取单元，用于从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图；第二生成单元，用于利用不同对比度图像共享相同的细节和组织结构信息的特性，将N个组织结构特征图进行结合，生成一个组织结构特征总图；所述稀疏约束重建单元，具体用于利用所述组织结构特征总图作为先验知识，对残差K空间数据进行正则化重建，得到噪声和伪影被抑制的且保留有组织结构信息的残差图像。可选地，所述特征提取单元具体用于：通过直接计算各个图像梯度的方法、基于结构相似法的图像结构信息提取方法、基于总变差模型的图像结构提取方法中的至少一种方法从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图。相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：基于以上技术方案可知，本申请提供的磁共振多对比度图像的重建方法通过过渡图像和残差图像加和得到最终重建图像。其中，过渡图像相较于初始图像具有较低的噪声和伪影，同时损失了部分组织结构信息。而该损失的部分组织结构信息可以由残差图像中的组织结构信息所弥补，因此，通过两者加和得到的最终图像可以维持图像的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振多对比度图像的重建方法，其特征在于，包括：分别对N个对比度的原始K空间数据进行并行重建，得到N个对比度的初始图像；所述原始K空间数据利用欠采样方式通过多线圈通道采集得到，其中，N≥2，且N为正整数；设定N个对比度分别为第1对比度、第2对比度，依此类推，直至第N对比度；根据N个所述初始图像生成待校正图像的过渡图像；相较于待校正图像，所述过渡图像包含较低的噪声和伪影，同时损失了部分组织结构信息；所述待校正图像为第n对比度的初始图像，n∈{1,2,.....,N}；对所述过渡图像进行反傅里叶变换并结合多线圈通道信息，得到仿真后的多通道K空间数据；将所述仿真后的多通道K空间数据与待校正图像对应的原始K空间数据作差，得到残差K空间数据；对残差K空间数据进行组织结构特征权重调制的稀疏约束重建，生成噪声和伪影被抑制的、且保留有组织结构信息的残差图像；将所述过渡图像与所述残差图像相加，得到第n对比度的最终重建图像。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振多对比度图像的重建方法，其特征在于，包括：分别对N个对比度的原始K空间数据进行并行重建，得到N个对比度的初始图像；所述原始K空间数据利用欠采样方式通过多线圈通道采集得到，其中，N≥2，且N为正整数；设定N个对比度分别为第1对比度、第2对比度，依此类推，直至第N对比度；根据N个所述初始图像生成待校正图像的过渡图像；相较于待校正图像，所述过渡图像包含较低的噪声和伪影，同时损失了部分组织结构信息；所述待校正图像为第n对比度的初始图像，n∈{1,2,.....,N}；对所述过渡图像进行反傅里叶变换并结合多线圈通道信息，得到仿真后的多通道K空间数据；将所述仿真后的多通道K空间数据与待校正图像对应的原始K空间数据作差，得到残差K空间数据；对残差K空间数据进行组织结构特征权重调制的稀疏约束重建，生成噪声和伪影被抑制的、且保留有组织结构信息的残差图像；将所述过渡图像与所述残差图像相加，得到第n对比度的最终重建图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图；利用不同对比度图像共享相同的细节和组织结构信息的特性，将N个组织结构特征图进行结合，生成一个组织结构特征总图；所述对残差K空间数据进行组织结构特征权重调制的稀疏约束重建，生成噪声和伪影被抑制的、保留有组织结构信息的残差图像，具体包括：利用所述组织结构特征总图作为先验知识，对残差K空间数据进行正则化重建，得到噪声和伪影被抑制的且保留有组织结构信息的残差图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图，具体包括：通过直接计算各个图像梯度的方法、基于结构相似法的图像结构信息提取方法、基于总变差模型的图像结构提取方法中的至少一种方法从N个所述初始图像中分别提取组织结构特征，得到N个组织结构特征图。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据N个所述初始图像生成待校正图像的过渡图像，具体包括：根据N个所述初始图像获取待校正图像的参考图像；相较于所述待校正图像，所述参考图像具有较高信噪比和较少伪影；根据所述参考图像生成待校正图像的过渡图像。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据N个所述初始图像获取待校正图像的参考图像，具体包括：比较N个初始图像的信噪比和/或伪影；将N个所述初始图像中信噪比最高和/或伪影最少的初始图像作为待校正图像的参考图像。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述所述根据N个所述初始图像获取待校正图像的参考图像，具体包括：对N个初始图像进行加和平均，得到的加和平均图像作为待校正图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄峰，韩璐，陈名亮，
申请(专利权)人：上海东软医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31