一种磁共振图像重建方法和图像重建装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及磁共振成像技术领域，具体是涉及一种磁共振图像重建方法和图像重建装置。本发明专利技术首先对深度图像的图像结构信息深度神经网络，得到底层图像、背景相位、目标物体对磁场线圈的线圈敏感度、线圈敏感度的共轭敏感度，然后对磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号进行采样，生成采样模板信号，之后依据采样环境中施加的各个磁场信息，得到各个磁场所构成的磁场相位差，最后依据底层图像、线圈敏感度、共轭敏感度、背景相位、采样模板信号以及磁场相位差，重建目标物体的磁共振图像。本发明专利技术在计算线圈敏感度的过程中不涉及低频的ACS信号，因此提高了本发明专利技术重建图像的质量。也提高了本发明专利技术重建图像的速度。提高了本发明专利技术重建图像的速度。提高了本发明专利技术重建图像的速度。

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振图像重建方法和图像重建装置


[0001]本专利技术涉及磁共振成像
，具体是涉及一种磁共振图像重建方法和图像重建装置。

技术介绍

[0002]磁共振成像(MRI,Magnetic Resonance Imaging)扫描速度慢，过长的扫描时间在引起病患不适的同时，容易在图像中引入运动伪影，从而影响图像质量。磁共振并行成像方法是一类加速MRI扫描速度的方法，如灵敏度编码技术(SENSE,sensitivity encoding)和整体自动校准部分并行采集技术(GRAPPA,generalized autocalibrating partially parallel acquisitions)等。该类方法通过减少采集的数据量，并利用多通道线圈所包含的冗余信息对欠采样数据进行重建，从而到达快速扫描的目的。
[0003]磁共振成像包括波浪梯度场编码并行成像技术、Wave编码成像技术、虚共轭线圈(VCC)成像技术。
[0004]其中，波浪梯度场编码并行成像技术(Wave encoding)是一种用于加快磁共振扫描速度的并行成像技术，其利用了更高效率的多通道线圈空间编码特性，虚拟共轭线圈技术(Virtual Conjugate Coil,VCC)是和wave编码的具有类似效果的并行成像技术，可以提供更多通道的空间编码先验信息，Wave
‑
VCC的结合能够发挥两者的特性，提供更高倍数的加速技术，但是常规的Wave
‑
VCC重建方法中仅仅利用k
‑
space中间的低频ACS信号对背景相位估计，由于缺乏周围高频的信息，使得估计出的背景相位难以表征高频相位变化的图像。
[0005]Wave编码技术是一种用于加快三维磁共振扫描速度的并行成像技术，该技术在MRI信号采集的同时(施加读出梯度场的同时)，利用MRI梯度线圈在选层和相位方向分别施加相位差，利用MRI梯度线圈在相位编码方向施加相位差为的正弦梯度场，并采用可控混叠的快速并行成像技术(2D CAIPIRINHA,two
‑
dimension Controlled Aliasing In Parallel Imaging Results In Higher Acceleration)对数据进行欠采，使得欠采样所导致的混叠伪影沿读出、选层和相位方向进行分散，降低各像素点中图像混叠伪影的程度，从而极大的降低了并行成像重建中的几何因子(g
‑
factor,geometry factor)信噪比丢失，达到高倍加速的目的。
[0006]虚共轭线圈(VCC)是另一种改善并行成像中编码矩阵系统条件的技术。其思想是将对象背景和线圈相位合并到重建过程中，通过添加虚拟线圈实现提供额外的编码能力，虚拟线圈是由来自实际物理线圈的共轭对称k空间信号生成的。
[0007]现有技术需要采集低频的自动校准信号(auto
‑
calibration signals,ACS)信号，再根据低频的ACS信号去计算高频的线圈敏感度，而在采集低频的ACS信号的过程中，记忆引入运动误差，从而导致计算出的线圈敏感度存在较大误差，进而导致依据线圈敏感度重建的图像质量较差。
[0008]综上所述，现有技术计算出的重建图像质量较差。
[0009]因此，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种磁共振图像重建方法和图像重建装置，解决了现有技术计算出的重建图像质量较差的问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种磁共振图像重建方法，其中，包括：
[0013]对深度图像的图像结构信息应用由若干个神经网络组成的网络结构，得到所述网络结构输出的底层图像、背景相位、目标物体对磁场线圈的线圈敏感度、所述线圈敏感度的共轭敏感度，所述深度图像用于表征目标物体相对磁共振设备的深度信息，所述磁场线圈为所述磁共振设备内部的线圈；
[0014]对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号进行采样，生成采样模板信号；
[0015]依据采样环境中施加的各个磁场信息，得到各个磁场所构成的磁场相位差；
[0016]依据所述底层图像、所述线圈敏感度、所述共轭敏感度、所述背景相位、所述采样模板信号以及所述磁场相位差，重建所述目标物体的磁共振图像。
[0017]在一种实现方式中，所述对深度图像的图像结构信息应用由若干个神经网络组成的网络结构，得到所述网络结构输出的底层图像、背景相位、目标物体对磁场线圈的线圈敏感度、所述线圈敏感度的共轭敏感度，所述深度图像用于表征目标物体相对磁共振设备的深度信息，所述磁场线圈为所述磁共振设备内部的线圈，包括：
[0018]对所述深度图像的图像结构信息应用具有解码结构的第一深度卷积神经网络，得到所述第一深度卷积神经网络输出的底层图像；
[0019]对所述深度图像的图像结构信息应用第二深度卷积神经网络，得到所述第二深度卷积神经网络输出的背景相位；
[0020]对所述深度图像的图像结构信息应用第三深度卷积神经网络，得到所述第三深度卷积神经网络输出的线圈敏感度；
[0021]对所述深度图像的图像结构信息应用第四深度卷积神经网络，得到所述第四深度卷积神经网络输出的共轭敏感度。
[0022]在一种实现方式中，所述对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号进行采样，生成采样模板信号，包括：
[0023]对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号使用三维MRI序列进行采样，得到选层方向的采样信号和相位方向的采样信号；
[0024]依据选层方向的采样信号和相位方向的采样信号，生成采样模板信号。
[0025]在一种实现方式中，对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号使用三维MRI序列进行采样的同时，在所述选层方向施加正弦梯度场，在所述相位方向施加截断式正弦梯度场；或者，在所述选层方向施加截断式正弦梯度场，在所述相位方向施加正弦梯度场。
[0026]在一种实现方式中，所述截断式正弦梯度场的0阶矩为零。
[0027]在一种实现方式中，所述依据采样环境中施加的各个磁场信息，得到各个磁场所
构成的磁场相位差，包括：
[0028]依据所述正弦梯度场的磁场相位和所述截断式正弦梯度场的磁场相位，计算所述正弦梯度场与所述截断式正弦梯度场之间的磁场相位差。
[0029]在一种实现方式中，所述依据所述底层图像、所述线圈敏感度、所述共轭敏感度、所述背景相位、所述采样模板信号以及所述磁场相位差，重建所述目标物体的磁共振图像，包括：
[0030]将所述底层图像乘以所述线圈敏感度，得到第一结果；
[0031]对所述第一结果应用傅里叶变换，得到第二结果；
[0032]将所述第二结果与所述磁场相位差相乘，得到第三结果；
[0033]对所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁共振图像重建方法，其特征在于，包括：对深度图像的图像结构信息应用由若干个神经网络组成的网络结构，得到所述网络结构输出的底层图像、背景相位、目标物体对磁场线圈的线圈敏感度、所述线圈敏感度的共轭敏感度，所述深度图像用于表征目标物体相对磁共振设备的深度信息，所述磁场线圈为所述磁共振设备内部的线圈；对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号进行采样，生成采样模板信号；依据采样环境中施加的各个磁场信息，得到各个磁场所构成的磁场相位差；依据所述底层图像、所述线圈敏感度、所述共轭敏感度、所述背景相位、所述采样模板信号以及所述磁场相位差，重建所述目标物体的磁共振图像。2.如权利要求1所述的磁共振图像重建方法，其特征在于，所述对深度图像的图像结构信息应用由若干个神经网络组成的网络结构，得到所述网络结构输出的底层图像、背景相位、目标物体对磁场线圈的线圈敏感度、所述线圈敏感度的共轭敏感度，所述深度图像用于表征目标物体相对磁共振设备的深度信息，所述磁场线圈为所述磁共振设备内部的线圈，包括：对所述深度图像的图像结构信息应用具有解码结构的第一深度卷积神经网络，得到所述第一深度卷积神经网络输出的底层图像；对所述深度图像的图像结构信息应用第二深度卷积神经网络，得到所述第二深度卷积神经网络输出的背景相位；对所述深度图像的图像结构信息应用第三深度卷积神经网络，得到所述第三深度卷积神经网络输出的线圈敏感度；对所述深度图像的图像结构信息应用第四深度卷积神经网络，得到所述第四深度卷积神经网络输出的共轭敏感度。3.如权利要求1所述的磁共振图像重建方法，其特征在于，所述对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号进行采样，生成采样模板信号，包括：对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号使用三维MRI序列进行采样，得到选层方向的采样信号和相位方向的采样信号；依据选层方向的采样信号和相位方向的采样信号，生成采样模板信号。4.如权利要求3所述的磁共振图像重建方法，其特征在于，对所述磁共振设备接收到的来自所述目标物体的信号使用三维MRI序列进行采样的同时，在所述选层方向施加正弦梯度场，在所述相位方向施加截断式正弦梯度场；或者，在所述选层方向施加截断式正弦梯度场，在所述相位方向施加正弦梯度场。5.如权利要求4所述的磁共振图像重建方法，其特征在于，所述截断式正弦梯度场的0阶矩为零。6.如权利要求4所述的磁共振图像重建方法，其特征在于，所述依据采样环境中施加的各个磁场信息，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，梁栋，王海峰，崔卓须，刘聪聪，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：