磁共振图像重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种磁共振图像重建方法及装置，涉及磁共振成像领域。所述磁共振图像重建方法包括：将磁共振图像结构化分解为平滑部分和纹理部分；对所述平滑部分以及所述纹理部分正则化，建立所述平滑部分和所述纹理部分的估算式；根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K‑空间数据，分别对所述估算式中的平滑部分和纹理部分迭代求解；根据迭代求解获得的平滑部分以及纹理部分重建磁共振图像。该方法能有效提高磁共振图像重建的成像质量。

Magnetic resonance image reconstruction method and device

The invention provides a magnetic resonance image reconstruction method and a device thereof. Including the magnetic resonance image reconstruction method: magnetic resonance image is decomposed into smooth and structured texture; the smooth part and the texture part regularization, establish the smooth part and the estimation of the texture component; according to the acquired magnetic resonance imaging scanner in the sampled K spatial data. For the estimation of the iterative smoothing part and texture; according to the iterative solution obtained smooth and texture reconstruction of magnetic resonance images. This method can effectively improve the imaging quality of magnetic resonance image reconstruction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像领域，具体而言，涉及一种磁共振图像重建方法及装置。
技术介绍
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，简称MRI)是医学成像的热点问题，被广泛应用于医学诊断中，这是由于磁共振成像具有非侵入性以及没有电离辐射等问题，而且磁共振成像还能够提供人体内部器官和结构的重要解剖和功能信息，同时具有非常高的软组织对比度，对于疾病的检测和诊断有着巨大的作用。因此，磁共振成像的质量也尤为重要。在磁共振成像中，成像的质量是衡量成像方法的一个重要标准。磁共振成像过程中，K-空间数据和磁共振图像之间是傅里叶变换和傅里叶逆变换的关系，采集全部的K-空间数据比较慢，只部分采集磁共振成像设备K-空间数据，会带来较多伪影，图像质量较差。现有的磁共振成像方法大多是引入一些先验信息(如稀疏性)来通过一个优化函数，求解重建出清晰图像。这些方法将图像视为一个整体来进行重建，无法克服在大多数磁共振图像重建方法中使用全变分对平滑区域带来的阶梯效应，从而影响了成像的质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种磁共振图像重建方法及装置，将磁共振图像结构化分解为平滑部分和纹理部分，再针对两个部分进行不同的正则化并建立估算式，然后进行求解得到需要重建的磁共振图像，克服了现有方法中将磁共振图像视为一个整体所带来的对图像中平滑区域的阶梯效应，并且能较好的恢复纹理部分的信息，提高了成像的质量。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种磁共振图像重建方法，所述方法包括：将磁共振图像结构化分解为平滑部分和纹理部分；对所述平滑部分以及所述纹理部分正则化，建立所述平滑部分和所述纹理部分的估算式；根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据，分别对所述估算式中的平滑部分和纹理部分迭代求解；根据迭代求解获得的平滑部分以及纹理部分重建磁共振图像。一种磁共振图像重建装置，所述装置包括：图像分解模块、估算式建立模块、迭代求解模块以及图像重建模块。其中，所述图像分解模块用于将磁共振图像结构化分解为平滑部分和纹理部分；所述估算式建立模块用于对所述平滑部分以及所述纹理部分正则化，建立所述平滑部分和所述纹理部分的估算式；所述迭代求解模块用于根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据，分别对所述估算式中的平滑部分和纹理部分迭代求解；所述图像重建模块用于根据迭代求解获得的平滑部分以及纹理部分重建磁共振图像。本专利技术实施例提供的磁共振图像重建方法及装置，通过将磁共振图像结构化分解为平滑部分和纹理部分，再对平滑部分以及纹理部分正则化，建立平滑部分和纹理部分的估算式，然后根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据，分别对估算式中的平滑部分和纹理部分迭代求解，最后根据求解出的平滑部分以及纹理部分重建出磁共振图像，该方法针对磁共振图像不同的部分来进行正则化然后再进行重建，避免了平滑区域的阶梯效应，也较好恢复了纹理区域的信息，从而提高了成像的质量。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术实施例提供的计算机的结构示意图；图2示出了本专利技术第一实施例提供的磁共振图像重建方法的流程图；图3示出了本专利技术第一实施例提供的磁共振图像重建方法的步骤S120的流程图；图4示出了本专利技术第一实施例提供的磁共振图像重建方法的步骤S130的流程图；图5示出了本专利技术第一实施例提供的磁共振图像重建方法的关于大脑的成像结果以及关于大脑的基准图像示意图；图6示出了本专利技术第一实施例提供的磁共振图像重建方法的关于心脏、胸部以及动脉的成像结果示意图；图7示出了本专利技术第二实施例提供的磁共振图像重建装置的功能模块图；图8示出了本专利技术第二实施例提供的磁共振图像重建装置的估算式建立模块的功能模块图；图9示出了本专利技术第二实施例提供的磁共振图像重建装置的估算式建立模块的正则化单元的功能模块图；图10示出了本专利技术第二实施例提供的磁共振图像重建装置的迭代求解模块的功能模块图；图11示出了本专利技术第二实施例提供的磁共振图像重建装置的迭代求解模块的求解单元的功能模块图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，是本申请实施例提供的计算机100的方框示意图。所述计算机100包括磁共振图像重建装置200、存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104、显示单元105及其他。所述存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述磁共振图像重建装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在所述计算机100的操作系统(operatingsystem，OS)中的软件功能模块。所述处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如所述磁共振图像重建装置200包括的软件功能模块或计算机程序。其中，存储器101可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存储器101用于存储程序，所述处理器103在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本专利技术实施例任一实施例揭示的流过程定义的计算机100所执行的方法可以应用于处理器103中，或者由处理器103实现。处理器103可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器103可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：将磁共振图像结构化分解为平滑部分和纹理部分；对所述平滑部分以及所述纹理部分正则化，建立所述平滑部分和所述纹理部分的估算式；根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K‑空间数据，分别对所述估算式中的平滑部分和纹理部分迭代求解；根据迭代求解获得的平滑部分以及纹理部分重建磁共振图像。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：将磁共振图像结构化分解为平滑部分和纹理部分；对所述平滑部分以及所述纹理部分正则化，建立所述平滑部分和所述纹理部分的估算式；根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据，分别对所述估算式中的平滑部分和纹理部分迭代求解；根据迭代求解获得的平滑部分以及纹理部分重建磁共振图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述平滑部分以及所述纹理部分正则化，建立所述平滑部分和所述纹理部分的估算式包括：运用各项同性的二阶全变分对所述平滑部分正则化，得到所述平滑部分对应的正则化ISOTV(us)，运用非局部的全变分对所述纹理部分正则化，得到所述纹理部分对应的正则化NLTV(ut)，us和ut分别表示平滑部分和纹理部分；根据下采样K-空间数据与磁共振图像之间的关系模型y＝Au+ε、ISOTV(us)以及NLTV(ut)建立us和ut的估算式：其中，u＝us+ut，y表示下采样K-空间数据，A表示下采样傅里叶算子，ε表示附加噪声，||·||2表示L2范数，λ和μ表示正则化参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运用非局部的全变分对所述纹理部分正则化，得到所述纹理部分对应的正则化NLTV(ut)包括：获取所述纹理部分中一个像素点对应的非局部离散梯度表达式；根据所述非局部离散梯度表达式得到所述纹理部分对应的正则化NLTV(ut)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据，分别对所述估算式中的平滑部分和纹理部分迭代求解包括：利用交替最小化方法，根据所述估算式建立所述平滑部分对应的迭代公式以及所述纹理部分对应的迭代公式；根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据对所述平滑部分对应的迭代公式求解得到所述平滑部分对应的解，以及对所述纹理部分对应的迭代公式求解得到所述纹理部分对应的解；对所述平滑部分对应的解与所述纹理部分对应的解进行求和，当求和结果收敛时，迭代求解过程结束。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据对所述平滑部分对应的迭代公式求解得到所述平滑部分对应的解包括：运用半二次方分裂最小化方法，增加辅助变量，根据所述平滑部分对应的迭代公式得到关于所述辅助变量以及所述平滑部分的估算式；利用交替最小化方法得到所述辅助变量对应的迭代公式以及所述平滑部分对应的求解迭代式；根据磁共振图像扫描仪中获取的下采样K-空间数据对所述辅助变量对应的迭代公式以及所述平滑部分对应的求解迭代式进行迭代求解，得到所述平滑部分。6.一种磁共振图像重建装置，其特征在于，所述装置包括：图像分解模块、估算式建立模块、迭代求解模块以及图...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓梅，郭朝云，刘凯，曾晓东，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51