磁共振圖像重建方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種磁共振圖像重建方法及裝置，涉及磁共振成像領域。所述磁共振圖像重建方法包括：將磁共振圖像結構化分解為平滑部分和紋理部分；對所述平滑部分以及所述紋理部分正則化，建立所述平滑部分和所述紋理部分的估算式；根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K?空間數據，分別對所述估算式中的平滑部分和紋理部分迭代求解；根據迭代求解獲得的平滑部分以及紋理部分重建磁共振圖像。該方法能有效提高磁共振圖像重建的成像質量。

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.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及磁共振成像領域，具體而言，涉及一種磁共振圖像重建方法及裝置。
技術介紹
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，簡稱MRI)是醫學成像的熱點問題，被廣泛應用于醫學診斷中，這是由于磁共振成像具有非侵入性以及沒有電離輻射等問題，而且磁共振成像還能夠提供人體內部器官和結構的重要解剖和功能信息，同時具有非常高的軟組織對比度，對于疾病的檢測和診斷有著巨大的作用。因此，磁共振成像的質量也尤為重要。在磁共振成像中，成像的質量是衡量成像方法的一個重要標準。磁共振成像過程中，K-空間數據和磁共振圖像之間是傅里葉變換和傅里葉逆變換的關系，采集全部的K-空間數據比較慢，只部分采集磁共振成像設備K-空間數據，會帶來較多偽影，圖像質量較差。現有的磁共振成像方法大多是引入一些先驗信息(如稀疏性)來通過一個優化函數，求解重建出清晰圖像。這些方法將圖像視為一個整體來進行重建，無法克服在大多數磁共振圖像重建方法中使用全變分對平滑區域帶來的階梯效應，從而影響了成像的質量。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術實施例提供了一種磁共振圖像重建方法及裝置，將磁共振圖像結構化分解為平滑部分和紋理部分，再針對兩個部分進行不同的正則化并建立估算式，然后進行求解得到需要重建的磁共振圖像，克服了現有方法中將磁共振圖像視為一個整體所帶來的對圖像中平滑區域的階梯效應，并且能較好的恢復紋理部分的信息，提高了成像的質量。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種磁共振圖像重建方法，所述方法包括：將磁共振圖像結構化分解為平滑部分和紋理部分；對所述平滑部分以及所述紋理部分正則化，建立所述平滑部分和所述紋理部分的估算式；根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據，分別對所述估算式中的平滑部分和紋理部分迭代求解；根據迭代求解獲得的平滑部分以及紋理部分重建磁共振圖像。一種磁共振圖像重建裝置，所述裝置包括：圖像分解模塊、估算式建立模塊、迭代求解模塊以及圖像重建模塊。其中，所述圖像分解模塊用于將磁共振圖像結構化分解為平滑部分和紋理部分；所述估算式建立模塊用于對所述平滑部分以及所述紋理部分正則化，建立所述平滑部分和所述紋理部分的估算式；所述迭代求解模塊用于根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據，分別對所述估算式中的平滑部分和紋理部分迭代求解；所述圖像重建模塊用于根據迭代求解獲得的平滑部分以及紋理部分重建磁共振圖像。本專利技術實施例提供的磁共振圖像重建方法及裝置，通過將磁共振圖像結構化分解為平滑部分和紋理部分，再對平滑部分以及紋理部分正則化，建立平滑部分和紋理部分的估算式，然后根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據，分別對估算式中的平滑部分和紋理部分迭代求解，最后根據求解出的平滑部分以及紋理部分重建出磁共振圖像，該方法針對磁共振圖像不同的部分來進行正則化然后再進行重建，避免了平滑區域的階梯效應，也較好恢復了紋理區域的信息，從而提高了成像的質量。為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。附圖說明為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。圖1示出了本專利技術實施例提供的計算機的結構示意圖；圖2示出了本專利技術第一實施例提供的磁共振圖像重建方法的流程圖；圖3示出了本專利技術第一實施例提供的磁共振圖像重建方法的步驟S120的流程圖；圖4示出了本專利技術第一實施例提供的磁共振圖像重建方法的步驟S130的流程圖；圖5示出了本專利技術第一實施例提供的磁共振圖像重建方法的關于大腦的成像結果以及關于大腦的基準圖像示意圖；圖6示出了本專利技術第一實施例提供的磁共振圖像重建方法的關于心臟、胸部以及動脈的成像結果示意圖；圖7示出了本專利技術第二實施例提供的磁共振圖像重建裝置的功能模塊圖；圖8示出了本專利技術第二實施例提供的磁共振圖像重建裝置的估算式建立模塊的功能模塊圖；圖9示出了本專利技術第二實施例提供的磁共振圖像重建裝置的估算式建立模塊的正則化單元的功能模塊圖；圖10示出了本專利技術第二實施例提供的磁共振圖像重建裝置的迭代求解模塊的功能模塊圖；圖11示出了本專利技術第二實施例提供的磁共振圖像重建裝置的迭代求解模塊的求解單元的功能模塊圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本專利技術實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本專利技術的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本專利技術的范圍，而是僅僅表示本專利技術的選定實施例。基于本專利技術的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本專利技術的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。如圖1所示，是本申請實施例提供的計算機100的方框示意圖。所述計算機100包括磁共振圖像重建裝置200、存儲器101、存儲控制器102、處理器103、外設接口104、顯示單元105及其他。所述存儲器101、存儲控制器102、處理器103、外設接口104各元件相互之間直接或間接地電性連接，以實現數據的傳輸或交互。例如，這些元件相互之間可通過一條或多條通訊總線或信號線實現電性連接。所述磁共振圖像重建裝置200包括至少一個可以軟件或固件(firmware)的形式存儲于所述存儲器101中或固化在所述計算機100的操作系統(operatingsystem，OS)中的軟件功能模塊。所述處理器103用于執行存儲器101中存儲的可執行模塊，例如所述磁共振圖像重建裝置200包括的軟件功能模塊或計算機程序。其中，存儲器101可以是，但不限于，隨機存取存儲器(RandomAccessMemory，RAM)，只讀存儲器(ReadOnlyMemory，ROM)，可編程只讀存儲器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)，可擦除只讀存儲器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)，電可擦除只讀存儲器(ElectricErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存儲器101用于存儲程序，所述處理器103在接收到執行指令后，執行所述程序，前述本專利技術實施例任一實施例揭示的流過程定義的計算機100所執行的方法可以應用于處理器103中，或者由處理器103實現。處理器103可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器103可以是通用處理器，包括中央處理器(CentralProcessingUnit，簡稱CPU)、網絡處理器(NetworkProcessor，簡稱N本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁共振圖像重建方法，其特征在于，所述方法包括：將磁共振圖像結構化分解為平滑部分和紋理部分；對所述平滑部分以及所述紋理部分正則化，建立所述平滑部分和所述紋理部分的估算式；根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K?空間數據，分別對所述估算式中的平滑部分和紋理部分迭代求解；根據迭代求解獲得的平滑部分以及紋理部分重建磁共振圖像。

【技術特征摘要】
1.一種磁共振圖像重建方法，其特征在于，所述方法包括：將磁共振圖像結構化分解為平滑部分和紋理部分；對所述平滑部分以及所述紋理部分正則化，建立所述平滑部分和所述紋理部分的估算式；根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據，分別對所述估算式中的平滑部分和紋理部分迭代求解；根據迭代求解獲得的平滑部分以及紋理部分重建磁共振圖像。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述平滑部分以及所述紋理部分正則化，建立所述平滑部分和所述紋理部分的估算式包括：運用各項同性的二階全變分對所述平滑部分正則化，得到所述平滑部分對應的正則化ISOTV(us)，運用非局部的全變分對所述紋理部分正則化，得到所述紋理部分對應的正則化NLTV(ut)，us和ut分別表示平滑部分和紋理部分；根據下采樣K-空間數據與磁共振圖像之間的關系模型y＝Au+ε、ISOTV(us)以及NLTV(ut)建立us和ut的估算式：其中，u＝us+ut，y表示下采樣K-空間數據，A表示下采樣傅里葉算子，ε表示附加噪聲，||·||2表示L2范數，λ和μ表示正則化參數。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述運用非局部的全變分對所述紋理部分正則化，得到所述紋理部分對應的正則化NLTV(ut)包括：獲取所述紋理部分中一個像素點對應的非局部離散梯度表達式；根據所述非局部離散梯度表達式得到所述紋理部分對應的正則化NLTV(ut)。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據，分別對所述估算式中的平滑部分和紋理部分迭代求解包括：利用交替最小化方法，根據所述估算式建立所述平滑部分對應的迭代公式以及所述紋理部分對應的迭代公式；根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據對所述平滑部分對應的迭代公式求解得到所述平滑部分對應的解，以及對所述紋理部分對應的迭代公式求解得到所述紋理部分對應的解；對所述平滑部分對應的解與所述紋理部分對應的解進行求和，當求和結果收斂時，迭代求解過程結束。5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據對所述平滑部分對應的迭代公式求解得到所述平滑部分對應的解包括：運用半二次方分裂最小化方法，增加輔助變量，根據所述平滑部分對應的迭代公式得到關于所述輔助變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輔助變量對應的迭代公式以及所述平滑部分對應的求解迭代式；根據磁共振圖像掃描儀中獲取的下采樣K-空間數據對所述輔助變量對應的迭代公式以及所述平滑部分對應的求解迭代式進行迭代求解，得到所述平滑部分。6.一種磁共振圖像重建裝置，其特征在于，所述裝置包括：圖像分解模塊、估算式建立模塊、迭代求解模塊以及圖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊曉梅，郭朝云，劉凱，曾曉東，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：發明
國別省市：四川;51