磁共振多对比度图像重建方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种磁共振多对比度图像重建方法和装置，在该方法和装置中，为了节省扫描时间，采用降采样的方式采集各个对比度下的磁共振信号数据，并且为了拟合出未采集的磁共振信号数据，还采用了满采样的方式对k空间中央区域进行数据采集。这些满采样的数据用于训练各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核。各个卷积核用于拟合出未采集的磁共振信号数据。如此，可以利用同一对比度的已经采集到的数据和拟合得到的数据进行一个对比度的图像重建。该图像重建方法充分利用了多对比度图像间的相关性，因而，利用本申请实施例提供的方法在节省磁共振扫描时间的前提下，能够提高重建图像的准确性。

【技术实现步骤摘要】
磁共振多对比度图像重建方法和装置
本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种磁共振多对比度图像重建方法和装置。
技术介绍
相较于其它成像设备，磁共振可以获得多种对比度的图像，提供更加丰富的信息用于诊断。传统的磁共振成像方法是将这些不同对比度的图像分别扫描和重建，因此，磁共振的成像速度较慢，严重影响了临床的适用性。为了节省扫描时间，目前提供了一种直接共享数据的方法，这类方法通过在k空间共享高频信息的方法共享组织结构信息，不同对比度的图像单独使用各自的低频信息产生不同的对比度，从而避免了高频信息的重复扫描，节省了扫描时间。然而，这种直接共享数据的方法，由于将一个对比度下扫描的组织结构信息直接共享到其它对比度的图像中，如此，会导致图像之间的对比度受到污染，导致最终重建出的图像结果不准确。
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重建方法和装置，以提高多对比度磁共振图像的准确性。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重建方法，包括：数据采集步骤：通过降采样方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的磁共振信号数据，得到L*T组部分采集的k空间数据并通过满采样的方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的k空间中央区域的磁共振信号数据，得到L*T组k空间中央区域满采的k空间数据其中，t∈{1,2,3,...,T}，l∈{1,2,3,...,L}，T≥2，且T为正整数，L为正整数；卷积核训练步骤：利用所述L*T组k空间中央区域满采的k空间数据分别训练各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核；数据拟合步骤：将所述各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核分别结合与其对应的对比度和采集通道中已经采集到的部分采集的k空间数据拟合出各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的k空间数据，从而得到各个对比度各个采集通道中无缺失数据的k空间数据；图像重建步骤：将属于同一对比度的各个采集通道中无缺失数据的k空间数据进行图像重建，得到每个对比度的磁共振图像。一种磁共振多对比度图像重建装置，包括：采集单元，用于根据设置后的磁共振扫描参数，通过预设降采样方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的磁共振信号数据，得到L*T组部分采集的k空间数据并通过满采样的方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的k空间中央区域的磁共振信号数据，得到L*T组k空间中央区域满采的k空间数据其中，t∈{1,2,3,...,T}，l∈{1,2,3,...,L}，T≥2，且T为正整数，L为正整数；训练单元，用于利用所述L*T组k空间中央区域满采的k空间数据分别训练各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核；拟合单元，用于将所述各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核分别结合与其对应的对比度和采集通道中已经采集到的部分采集的k空间数据，拟合出各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的k空间数据，从而得到各个对比度各个采集通道中无缺失数据的k空间数据；重建单元，用于将属于同一对比度的各个采集通道中无缺失数据的k空间数据进行图像重建，得到每个对比度的磁共振图像。相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：通过以上技术方案可知，本申请提供的磁共振多对比度图像重建方法，为了节省扫描时间，采用降采样的方式采集各个对比度下的磁共振信号数据，并且为了拟合出未采集的磁共振信号数据，还采用了满采样的方式对k空间中央区域进行数据采集。这些满采样的数据用于训练各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核。各个卷积核用于拟合出未采集的磁共振信号数据。其中，在利用卷积核拟合一个对比度的未采集的磁共振信号数据时，各个卷积核将其它对比度中的相关性较高的磁共振信号数据关联起来，通过对这些数据进行拟合得到未采集的磁共振信号数据。如此，在图像重建时，可以利用同一对比度的已经采集到的数据和拟合得到的数据进行一个对比度的图像重建。本方法充分利用了多对比度图像间的相关性，为数据拟合提供了更多的信息，提高了拟合的准确性。因而，利用本申请实施例提供的方法在节省磁共振扫描时间的前提下，能够提高重建图像的准确性。附图说明为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本申请的部分实施例。图1是本申请实施例提供的磁共振多对比度图像重建方法流程示意图；图2示出了一个k空间中的磁共振信号数据的嵌入式采样方式的示意图；图3示出了一个k空间中的磁共振信号数据的额外式采样方式的示意图；图4是本申请实施例提供的执行磁共振多对比度图像重建逻辑指令的控制设备结构示意图；图5是本申请实施例提供的磁共振多对比度图像重建装置结构示意图。具体实施方式本申请实施例提供的磁共振多对比度图像重建方法和装置是基于GRAPPA并行成像原理提出的。为了清楚地理解本申请的具体实施方式，首先介绍GRAPPA并行成像原理。GRAPPA并行成像采用多通道采集数据，其中，多通道采集数据相当于利用位于不同角度的多台照相机同时对被拍照物体进行照相，如此，能够同时得到多个角度的图像，因此，这种成像方式称为并行成像。下面以4个通道加速2倍的数据采集方式为例说明GRAPPA的并行成像原理。设定每个通道采集第奇数行相位编码线的数据，即采集第1行、第3行、第5行，……，第2k+1行相位编码线的磁共振信号数据，k≥0，且k为整数。在图像重建之前，可以通过线型拟合的方式得到未采集的第偶数行数据即第2行、第4行、第6行，……，第2k+2行相位编码线的磁共振信号数据，k≥0，且k为整数。其中，线型拟合的通用公式如式(1)所示，其中，为第n通道的第i行相位编码线的数据，i∈{2,4,6,8,.k.，，n∈{1,2,3,4},w1至w8为第n通道的第i行相位编码线数据的GRAPPA卷积核，其通过对k空间部分区域的满采样数据进行训练得到。需要说明，针对同一采集通道来说，在数据拟合时，待拟合数据的大小与已经采集到的数据的相对位置关系有关，若一行待拟合的相位编码线数据与其相邻的已经采集到的相位编码线数据的位置关系与另一行待拟合的相位编码线数据与其相邻的已经采集到的相位编码线数据的位置关系相同，则该两行待拟合的相位编码线数据具有相同的卷积核。不同采集通道的相位编码线数据具有不同的卷积核。仍以上述示例的仅采集奇数行相位编码线为例说明。因与第2行相位编码线相邻的第1行和第3行相位编码线数据均被采集，与第4行相位编码线相邻的第3行和第5行相位编码线数据也均被采集，依次类推，与第2k行相位编码线相邻的第2k-1行和第2k+1行相位编码线数据也均被采集，因此，第2行、第4行、……，第2k行相位编码线数据与其相邻的已经采集到的相位编码线数据具有相同的相对位置关系，因此，它们可以共用一个卷积核。也就是说，当训练得到第2行相位编码线数据的卷积核后，无需再训练第4行、第6行等等第偶数行相位编码线数据的卷积核，该第4行、第6行等等第偶数行相位编码线数据可以利用第2行相位编码线数据的卷积核以及与该第偶数行相位编码线相邻的相位编码线数据通过公式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振多对比度图像重建方法，其特征在于，包括：数据采集步骤：通过降采样方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的磁共振信号数据，得到L*T组部分采集的k空间数据

【技术特征摘要】
1.一种磁共振多对比度图像重建方法，其特征在于，包括：数据采集步骤：通过降采样方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的磁共振信号数据，得到L*T组部分采集的k空间数据并通过满采样的方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的k空间中央区域的磁共振信号数据，得到L*T组k空间中央区域满采的k空间数据其中，t∈{1,2,3,...,T}，l∈{1,2,3,...,L}，T≥2，且T为正整数，L为正整数；卷积核训练步骤：利用所述L*T组k空间中央区域满采的k空间数据分别训练各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核；数据拟合步骤：将所述各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的卷积核分别结合与其对应的对比度和采集通道中已经采集到的部分采集的k空间数据拟合出各个对比度各个采集通道中各行未填充磁共振信号数据的相位编码线的k空间数据，从而得到各个对比度各个采集通道中无缺失数据的k空间数据；图像重建步骤：将属于同一对比度的各个采集通道中无缺失数据的k空间数据进行图像重建，得到每个对比度的磁共振图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据采集步骤具体为：根据设置后的磁共振扫描参数，通过预设降采样方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的k空间周边区域的磁共振信号数据，得到L*T组部分采集的k空间数据同时，通过满采样的方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的k空间中央区域的磁共振信号数据，得到得到L*T组k空间中央区域满采的k空间数据3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据采集步骤具体为：根据设置后的磁共振扫描参数，通过预设降采样的方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的整个k空间区域的磁共振信号数据，得到L*T组部分采集的k空间数据根据设置后的磁共振扫描参数，通过满采样的方式利用L个采集通道分别采集T个对比度的k空间中央区域的磁共振信号数据，得到L*T组k空间中央区域满采的k空间数据4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述预设降采样方式为等距离降采样方式。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述卷积核训练步骤，具体为：将所述L*T组k空间中央区域满采的k空间数据中符合下述公式限定的相位编码线位置关系的k空间数据分别代入以下公式中，分别生成多个未知数为nb(l,m)和nv(l,m)的方程，该多个未知数为nb(l,m)和nv(l,m)的方程联立形成方程组；求解方程组，得到的方程组的解为nb(l,m)和nv(l,m)；其中，所述公式为：公式中，ky是相位编码线的行号，Δky是相邻两行相位编码线在k空间的距离，Δky＝1，A是加速倍数；m∈{1，2，...,A}，是对比度为t的第l采集通道的第(ky-m·Δky)行相位编码线的数据；是对比度为t的第l采集通道的第(ky-bAΔky)行相位编码线的数据；是对比度为v的第l采集通道的第(ky-bAΔky)行相位编码线的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄峰，
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