磁共振参数成像方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种磁共振参数成像方法和系统。所述方法包括：对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号；通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探测，并将所述探测得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建；拟合所述重建得到的图像生成参数图像。所述系统包括：变换模块，用于对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号；迭代交替模块，用于通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探测，并将所述探测得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建；拟合模块，用于拟合所述重建得到的图像生成参数图像。采用本发明专利技术能缩短扫描时间，提高图像质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像技术，特别是涉及ー种磁共振參数成像方法和系统。
技术介绍
磁共振成像是多參数成像，其成像參数包括了质子密度、纵向磁化率(Tl)以及横向磁化率(T2)等，人体的不同组织可通过其固有的磁共振參数来进行区域，例如，可分别获取同的层面的质子密度、纵向磁化率和横向磁化率等多种參数图像，从而有利于通过多种參数图像区分正常组织和病变组织，參数成像所生成的各种參数图像为临床应用提供了诊断イM息。然而，成像过程中所需要的扫描时间过长，导致了 Tl和T2的弛豫时间的估计精度很低，无法准确地指示不同组织的信号，必须获取更多的測量数据来改善精度，但是，更多的測量数据又进一歩地加剧了扫描时间的增长。传统的磁共振成像中，常常采用压缩感知理论来实现快速成像，即利用扫描得到的动态图像序列中某些变换域上是稀疏的这ー原理重建图像，所需测量数据较少，相应的扫描时间也就相应地变短，但是无法重建出高质量的图像。
技术实现思路
基于此，有必要针对压缩感知快速成像中扫描时间短，重建图像质量不高的问题，提供ー种能缩短扫描时间，提高图像质量的磁共振參数成像方法。此外，还有必要提供ー种能缩短扫描时间，提高图像质量的磁共振參数成像系统。ー种磁共振參数成像方法，包括如下步骤对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号；通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探測，并将所述探测得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建；拟合所述重建得到的图像生成參数图像。在其中一个实施例中，所述对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号的步骤为通过主成分分析对所述扫描得到的横向磁化信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号。在其中一个实施例中，所述通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探测的步骤为引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像；根据所述当前迭代生成的图像和阈值探測得到支集；根据所述支集判断是否收敛，若否，则根据所述支集进行更新，并返回所述引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像的步骤。在其中一个实施例中，所述引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像的具体过程为将所述变换域信号重建为截断的LI范数最小优化问题，转换所述截断的LI范数最小化问题为加权的LI范数最小化问题，通过聚集欠定系统解决算法求解所述加权的LI范数最小化问题得到当前迭代生成的图像。在其中一个实施例中，所述拟合所述重建得到的图像生成參数图像的步骤为通过最小二乗法对多个重建得到的图像中点的运动曲线进行拟合得到对应的參数值； 根据所述參数值生成參数图像。ー种磁共振參数成像系统，包括变换模块，用于对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号；迭代交替模块，用于通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探測，并将所述探測得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建；拟合模块，用于拟合所述重建得到的图像生成參数图像。在其中一个实施例中，所述变换模块还用于通过主成分分析对所述扫描得到的横向磁化信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号。在其中一个实施例中，所述迭代交替模块包括重建単元，用于引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像；探测单元，用于根据所述当前迭代生成的图像和阈值探測得到支集；更新単元，用于根据所述支集判断是否收敛，若否，则根据所述支集进行更新，并通知所述重建单元。在其中一个实施例中，所述重建单元还用于将所述变换域信号重建为截断的LI范数最小化问题，转换所述截断的LI范数最小化问题为加权的LI范数最小化问题，通过聚集欠定系统解决算法求解所述加权的LI范数最小化问题得到当前迭代生成的图像。在其中一个实施例中，所述拟合模块还用于通过最小二乗法对多个重建得到的图像中点的运动曲线进行拟合得到对应的參数值，根据所述參数值生成參数图像。上述磁共振參数成像方法和系统，通过稀疏的变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探測，进而得到多个重建的图像和支集，并将支集更新到下一次迭代进行的图像重建中，所探測得到的支集越多，重建出精确图像所应用的信号包含的測量数据也就越少，从而既缩短了扫描时间，又提高了图像质量。附图说明图1为ー个实施例中磁共振參数成像方法的流程图；图2为图1中通过变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探測，并将探測得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建的方法流程图；图3为图1中拟合重建得到的图像生成參数图像的方法流程图；图4为ー个实施例中磁共振參数成像系统的结构示意图；图5为图4中迭代交替模块的结构示意图。具体实施例方式如图1所示，在一个实施例中，ー种磁共振參数成像方法，包括如下步骤步骤S10，对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号。本实施例中，在图像的动态扫描过程中接收到动态扫描对象反射的信号，并对其进行稀疏变换得到变换域所对应的信号。在一个实施例中，上述步骤SlO的具体过程为通过主成分分析对扫描得到的横向磁化信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号。本实施例中，横向磁化信号和时间之间的关系符合单指数函数的曲线，并且通过一定的变换所得到的信号将是稀疏的，可用于进行压缩感知理论进行图像重建，以提高图像重建速度。进ー步的，可对横向磁化信息进行主成分分析(Principal componentsanalysis,简称PCA)得到主成分域所对应的信号。步骤S30，通过变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探測，并将探測得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建。本实施例中，支集是稀疏域中非零元素的位置。在每一次迭代过程中交替进行图像重建和支集探測，具体地，首先进行图像重建得到当前迭代生成的图像，并基于当前迭代生成的图像探測得到支集，进而将当前迭代探測得到的支集应用于下一次迭代进行的图像重建中。探測得到的支集越多，重建出精确图像所需要的扫描时间越短。如图2所示，在一个实施例中，上述步骤S30的具体过程为步骤S310，引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像。本实施例中，为加快图像重建速度，引入了聚集欠定系统解决算法(FocalUnderdetermined System Solver,简称F0CUSS)基于压缩感知理论进行图像重建。在一个实施例中，上述步骤S310的具体过程为将变换域信号重建为截断的LI范数最小化问题，转换截断的LI范数最小化问题为加权的LI范数最小化问题，通过聚集欠定系统解决算法求解加权的LI范数最小化问题得到当前迭代生成的图像。本实施例中，根据压缩感知理论，可将变换域信号重建为截断的LI范数最小化问题，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振参数成像方法，包括如下步骤：对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号；通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探测，并将所述探测得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建；拟合所述重建得到的图像生成参数图像。

【技术特征摘要】
2011.12.08 CN 201110406397.01.一种磁共振参数成像方法，包括如下步骤对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号；通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探测，并将所述探测得到的支集更新到下一次迭代进行的图像重建；拟合所述重建得到的图像生成参数图像。2.根据权利要求1所述的磁共振参数成像方法，其特征在于，所述对扫描得到的信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号的步骤为通过主成分分析对所述扫描得到的横向磁化信号进行稀疏变换得到相应的变换域信号。3.根据权利要求1所述的磁共振参数成像方法，其特征在于，所述通过所述变换域信号迭代交替进行图像重建和支集探测的步骤为引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像；根据所述当前迭代生成的图像和阈值探测得到支集；根据所述支集判断是否收敛，若否，则根据所述支集进行更新，并返回所述引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像的步骤。4.根据权利要求3所述的磁共振参数成像方法，其特征在于，所述引入聚集欠定系统解决算法对变换域信号进行重建得到当前迭代生成的图像的具体过程为将所述变换域信号重建为截断的LI范数最小优化问题，转换所述截断的LI范数最小化问题为加权的LI范数最小化问题，通过聚集欠定系统解决算法求解所述加权的LI范数最小化问题得到当前迭代生成的图像。5.根据权利要求1所述的磁共振参数成像方法，其特征在于，所述拟合所述重建得...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，江克，吴垠，刘新，郑海荣，
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：