CN114325524B - 磁共振图像重建方法、装置、***及存储介质 - Google Patents
磁共振图像重建方法、装置、***及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种磁共振图像重建方法、装置、***及存储介质，该方法包括：获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和多个未采样点；确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像。解决了因未采样点拟合速度较慢而无法显著提高磁共振图像重建速度的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及医学图像领域，尤其涉及一种磁共振图像重建方法、装置、***及存储介质。
背景技术
磁共振成像***包括主磁体、梯度线圈、射频发射线圈、射频接收线圈，以及图像重建单元。人体中氢原子核的自旋，可等效为一个小磁针。在主磁体提供的强磁场中，氢原子核由杂乱无序的热平衡状态转为部分顺，部分逆，其与主磁场方向的差值形成净磁化矢量。氢原子核绕主磁场进动，进动频率和磁场强度成正比。梯度单元产生强度随空间位置变化的磁场，用于信号的空间编码。射频发射线圈用于将氢原子核由主磁场方向翻转到横向平面，并绕主磁场进动，最后在射频接收线圈感应出电流信号，进而得到磁共振数据。图像重建单元用于对磁共振数据进行图像重建以得到磁共振图像。
由于全采的磁共振数据特别庞大，为了提高磁共振数据的采集速度，通常采用欠采方式获取磁共振数据。图像重建单元在得到欠采的磁共振数据之后，需要对其中的所有未采样点进行拟合，然后对拟合后的磁共振数据进行图像重建以得到磁共振图像。由于未采样点数量越多，未采样点拟合需要花费的时间越多，而欠采拟合花费的时间越多，磁共振数据的图像重建速度就越慢，且很难有实质性的提高。
综上，现有技术存在因未采样点拟合速度较慢而无法显著提高磁共振图像重建速度的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种磁共振图像重建方法、装置、***及存储介质，解决了因未采样点拟合速度较慢而无法显著提高磁共振图像重建速度的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种磁共振图像重建方法，包括：
获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和未采样点；
确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；
根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；
利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；
重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像。
第二方面，本发明实施例还提供了一种磁共振图像重建装置，包括：
获取模块，用于获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和未采样点；
拟合模式确定模块，用于确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；
拟合方式确定模块，用于根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；
拟合模块，用于利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；
重建模块，用于重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像。
第三方面，本发明实施例还提供了一种磁共振***，包括：
射频发射线圈，用于向目标对象的扫描部位发射射频脉冲，以激发扫描部位的核自旋；
梯度线圈，用于对扫描部位施加层面选择梯度场、相位编码梯度场和频率编码梯度场，以产生回波信号；
射频接收线圈，用于接收所述回波信号以形成磁共振扫描数据；
处理器，用于获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和未采样点；确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行任意实施例所述的磁共振图像重建方法。
本发明实施例提供的磁共振图像重建方法的技术方案，相较于现有技术，确定多个未采样点对应的拟合模式，根据多个未采样点对应的拟合模式设置每个未采样点的拟合方式，利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果。通过为不同拟合模式匹配不同的拟合方式，以减少不同拟合模式的未采样点的拟合时间，从而降低整个K空间中的所有未采样点的拟合时间，实现了通过提高K空间未采样点的拟合速度，达到了提高磁共振图像重建速度的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的磁共振图像重建方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的未采样点拟合示意图；
图3A是本发明实施例一提供的一种拟合模式示意图；
图3B是本发明实施例一提供的又一种拟合模式示意图；
图3C是本发明实施例一提供的又一种拟合模式示意图；
图4是本发明实施例二提供的磁共振图像重建装置的结构框图；
图5是本发明实施例三提供的磁共振***的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种磁共振图像重建方法的流程图。本发明针对磁共振成像快速成像，尤其是3D高清成像时，多通道线圈接收情况下，重建速度慢的问题，提出一种磁共振图像重建方法。该方法可以由本发明实施例提供的磁共振图像重建装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在处理器的处理器中应用。该方法具体包括如下步骤：
S101、获取待处理的K空间，K空间包括多个采样点和多个未采样点。
其中，待处理的K空间为当前用于图像重建的K空间，该K空间包括多个采样点和至少两个未采样点。
S102、确定多个未采样点对应的拟合模式，拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案。也就是说，通过距离每个采样点设定范围内的采样点形成的图案来确定相对应的拟合模式。如图2所示，未采样点可由其附近的采样点通过线性拟合得到，拟合公式如下：
Smn＝∑i,jCi,jSi,j (1)
其中，Smn表示拟合得到的未采样点的值，且该拟合的未采样点对应第m通道且K空间坐标为n；Ci,j为权重系数，Si,j为未采样点拟合范围内的采样点的值，i表示用于拟合的采样点的通道，j表示用于拟合的采样点的K空间坐标，j≠n，且用于拟合的采样点在K空间坐标n附近。权重系数Ci,j可通过校准数据计算得到，具体采用现有技术即可，本实施例在此不予赘述。在此实施例中，m和i都为正整数，对于单个通道采集的情况，m＝i；对于多个通道采集的情况，i可取1、2、3等任意通道值，m为多个通道中的其中一个。在一个实施例中，K空间的坐标可以为沿相位编码方向从-127至128的任意值，-127≤j≤128，且-127≤n≤128。
可见，在未采样点周围的采样点的数量和分布不同时，权重系数矩阵也不同，为此本实施例引入拟合模式的概念。令每一种采样点的数量和分布对应一种拟合模式，即令每一种权重系数矩阵对应一种拟合模式。图3A、图3B和图3C中的未采样点(阴影点)分别对应三种不同的拟合模式。
可以理解的是，如果当前K空间的采样方式为隔行采集，那么位于K空间中间部分的未采样点均对应同一种拟合模式，即图3A中的拟合模式。如果当前K空间数据的采样方式为随机采样，参见图3B和图3C，那么K空间的不同未采样点对应的拟合模式一般不同，或者每一种拟合模式仅对应一个或少量几个未采样点。
在一种实施例中，如果未采样点拟合范围内的采样点分布规则，则该未采样点对应第一拟合模式，参见图3A；如果未采样点拟合范围内的采样点的分布不规则，则该未采样点对应第二拟合模式，参见图3B和图3C。可以理解的是，第一拟合模式所包含的K空间的位置点与第二拟合模式所包含的K空间的位置点不同。第一拟合模式所包含的采样点数量与第二拟合模式所包含的采样点数量不同。
S103、根据多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式。在此实施例中，未采样点的拟合方式也可表示为未采样点的重建方法，根据多个未采样点对应的拟合模式，从至少两种不同的重建方法中，为每个未采样点选择一种重建方法，且整个K空间的未采样点恢复过程使用混合重建方法，即使用两种或更多种重建方法。
本实施例根据每种拟合模式对应的第一拟合时间与第二拟合时间的大小关系，确定每种拟合模式对应的拟合方式，以使每种拟合模式对应的所有未采样点的拟合时间最短。
K空间拟合对应公式1，不失一般地，可以表示为卷积运算，如下：
其中，Sm为多个未采样点的拟合结果Smn形成的矩阵，C'i为Ci,j经过坐标反转得到的矩阵，Si为Si,j组成的K空间数据/矩阵，为卷积操作。
根据数学原理，图像域拟合(图像域乘积拟合)对应公式2，其卷积运算可改写为：
Sm＝FFT(∑iWi·Ii) (3)
其中，Wi＝IFFT(C'i)，Ii＝IFFT(Si)，FFT表示傅里叶变换，IFFT表示傅里叶反变换，“·”表示点乘运算。
经验证，对于均匀欠采样的K空间数据，比如图3A所述，采样点与未采样点沿相位编码方向(图中的横坐标方向)隔行分布，对应同一个相位编码的多个采样点形成完整的一行，对应同一个相位编码的多个未采样点同样形成完整的一行，公式3的运算速度快于公式2，但在K空间所包含的数据矩阵较小或者需要拟合的未采样点数量少的情况下，又或者在非均匀采样的情况下，如图3B和图3C，公式2的运算速度更快。可见对于任一未采样点来说，其对应的两种拟合时间是不同的，因此本实施例对该多个未采样点对应的拟合模式进行分类，且属于同一拟合模式的未采样点划分为一类，对具有相同拟合模式的未采样点进行计数；计算K空间拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第一拟合时间，以及图像域模式下，同一拟合模式的未采样点对应的第二拟合时间，然后选定第一拟合时间、第二拟合时间中的小者所对应的拟合方式为每个未采样点的拟合方式。
为了进一步提高未采样点的拟合速度，如果检测到未采样点对应的采样点分布规则，即检测到未采样点对应第一拟合模式，则将其拟合方式设置为图像域拟合方式。如果检测到未采样点对应的采样点分布不规则，即检测到未采样点对应第二拟合模式时，根据拟合模式对应的采样点数量与预设阈值的大小关系，确定每个未采样点对应的拟合方式。具体为，如果同一拟合模式下未采样点的数量小于设定阈值，可知对应的K空间拟合方式的拟合时间小于其对应的图像域的拟合时间，那么将该拟合模式下的未采样点的拟合方式设置为K空间拟合方式；如果同一拟合模式下未采样点的数量大于设定阈值，可知其对应的K空间拟合方式的拟合时间大于或等于其对应的图像域的拟合时间，此时将该拟合模式下的未采样点的拟合方式设置为图像域拟合方式。
在一个实施例中，预设阈值通过如下方式确定：根据特定配置的重建计算机，以及特定的K空间大小，从小到大选取不同阈值，该阈值等于需要拟合的K空间的未采样点的数量H，计算分别使用K空间拟合和图像域拟合H个未采样点所需要的时间。当使用K空间拟合所需的时间等于图像域拟合所需的时间时，该种情况下的阈值即为设定阈值。该设定阈值可存储在重建代码里面即可。
考虑到K空间中央区域的相位编码线或位置点主要决定图像的对比度，而填充K空间周边区域的相位编码线主要决定图像的解剖细节。待处理的K空间通过在K空间中央区域的采样点数量大于K空间周边区域的采样点数量。在一实施例中，对于靠近K空间中央区域的未采样点的拟合方式/重建方法选择K空间拟合或基于K空间的重建，即低频率的未采样点选择K空间拟合方式；对于K空间周边区域的未采样点的拟合方式选择图像域拟合或基于图像空间的重建方式，即高频率的未采样点选择图像域拟合方式。
需要说明的是，本实施例根据未采样点拟合范围内的采样点分布是否规则，可将未采样点的拟合模式划分为第一拟合模式和第二拟合模式，具体为，如果采样点分布规则，则它们对应的未采样点的拟合模式为第一拟合模式，如果采样点分布不规则，则它们对应的未采样点的拟合模式为第二拟合模式，然后根据采样点的数量和分布再对第二拟合模式进行细分，细分后的拟合模式可以为2A拟合模式、2B拟合模式等。
其中，设定阈值的大小与处理器的图像处理参数有关。如果处理器的图像处理参数的配置较高，图像处理速度较快，对于拟合点数稍多的拟合模式，采用K空间拟合方式进行拟合时，不会那么费力，那么设定阈值就会高一些，反之，如果处理器的性能参数的配置较低，图像处理速度较慢，对于拟合点数稍多的拟合模式，采用K空间拟合方式进行拟合时，拟合速度就会迅速降低，因此设定阈值就会低一些。
S104、利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间。
利用每个未采样点的拟合方式对每个未采样点进行拟合，以得到每个未采样点的拟合结果。所有未采样点的拟合结果和多个采样点的K空间数据组成拟合空间。
在一些实施例中，在确定了每种拟合模式的未采样点对应的拟合方式之后，采用每种拟合模式对应的拟合方式对每种拟合模式对应的所有未采样点进行拟合，从而一次性得到对应相同拟合模式的所有未采样点的拟合结果。对所有拟合模式对应的所有未采样点执行完拟合操作之后，即可得到K空间中的所有未采样点的拟合结果。
在一个实施例中，遍历所有拟合模式，确定当前拟合模式的拟合点数，并根据该拟合点数与设定阈值的大小关系确定当前拟合模式对应的拟合方式，采用该拟合方式对当前拟合模式对应的所有未采样点进行拟合，以得到当前拟合模式对应的所有未采样点的拟合结果。
其中，对于图像域拟合方式，其直接的拟合结果为图像域数据，需要将该拟合结果变换至K空间以得到变换结果，并从该变换结果中提取出该相应拟合模式对应的一个或多个未采样点的拟合数据，并将提取的拟合数据分别填充至K空间的相应未采样点，以更新当前拟合模式对应的拟合结果。
S105、重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像。
拟合后的K空间得到后，对其进行图像重建以得到磁共振图像。
本发明实施例提供的磁共振图像重建方法的技术方案，相较于现有技术，确定多个未采样点对应的拟合模式，根据多个未采样点对应的拟合模式设置每个未采样点的拟合方式，利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果。通过为不同拟合模式匹配不同的拟合方式，以减少不同拟合模式的未采样点的拟合时间，从而降低整个K空间中的所有未采样点的拟合时间，实现了通过提高K空间未采样点的拟合速度，达到了提高磁共振图像重建速度的技术效果。
实施例二
图4是本发明实施例提供的磁共振图像重建装置的结构框图。该装置用于执行上述任意实施例所提供的磁共振图像重建方法，该装置可选为软件或硬件实现。该装置包括：
获取模块11，用于获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和未采样点；
拟合模式确定模块12，用于确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；
拟合方式确定模块13，用于根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；
拟合模块14，用于利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；
重建模块15，用于重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像。
可选地，拟合模式确定模块12用于以每个未采样点为中心，确定距离每个未采样点设定范围内的采样点；将距离每个未采样点设定范围内的采样点的相对位置组合形成拟合模式。
可选地，所述第一拟合模式所包含的K空间的位置点与所述第二拟合模式所包含的K空间的位置点不同。
可选地，所述第一拟合模式所包含的采样点数量与所述第二拟合模式所包含的采样点数量不同。
可选地，拟合模式确定模块用于将多个未采样点对应的拟合模式进行分类，且属于同一拟合模式的未采样点划分为一类；当同一拟合模式下未采样点的数量小于设定阈值，设置对应未采样点的拟合方式为K空间拟合；当同一拟合模式下未采样点的数量大于设定阈值，设置对应未采样点的拟合方式为图像域拟合。
可选的，拟合方式设置模块用于将多个未采样点对应的拟合模式进行分类，且属于同一拟合模式的未采样点划分为一类；计算K空间拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第一拟合时间；计算图像域拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第二拟合时间；选定第一拟合时间、第二拟合时间中的小者所对应的拟合方式为每个未采样点的拟合方式。
本发明实施例提供的磁共振图像重建装置的技术方案，相较于现有技术，确定多个未采样点对应的拟合模式，根据多个未采样点对应的拟合模式设置每个未采样点的拟合方式，利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果。通过为不同拟合模式匹配不同的拟合方式，以减少不同拟合模式的未采样点的拟合时间，从而降低整个K空间中的所有未采样点的拟合时间，实现了通过提高K空间未采样点的拟合速度，达到了提高磁共振图像重建速度的技术效果。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的磁共振***的结构示意图，如图5所示，该***
本发明实施例提供了一种磁共振***，如图5所示，该***包括扫描装置110，该扫描装置110包括射频发射线圈111、梯度线圈112、射频接收线圈113和处理器120，射频发射线圈111用于向目标对象的扫描部位发射射频脉冲，以激发扫描部位的核自旋；梯度线圈112用于对扫描部位施加层面选择梯度场、相位编码梯度场和频率编码梯度场，以产生回波信号；射频接收线圈113用于接收回波信号以形成磁共振扫描数据；处理器120用于获取待处理的K空间，K空间包括多个采样点和多个未采样点；确定多个未采样点对应的拟合模式，拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；根据多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；重建拟合K空间，以获取磁共振图像。
其中，待处理的K空间为当前用于图像重建的K空间，该K空间包括多个采样点和至少两个未采样点。
如图2所示，未采样点可由其附近的采样点通过线性拟合得到，拟合公式如下：
Smn＝∑i,jCi,jSi,j (1)
其中，Smn表示拟合得到的未采样点的值，且该拟合的未采样点对应第m通道且K空间坐标为n；Ci,j为权重系数，Si,j为未采样点拟合范围内的采样点的值，i表示用于拟合的采样点的通道，j表示用于拟合的采样点的K空间坐标，j≠n，且用于拟合的采样点在K空间坐标n附近。权重系数Ci,j可通过校准数据计算得到，具体采用现有技术即可，本实施例在此不予赘述。在此实施例中，m和i都为正整数，对于单个通道采集的情况，m＝i；对于多个通道采集的情况，i可取1、2、3等任意通道值，m为多个通道中的其中一个。在一个实施例中，K空间的坐标可以为沿相位编码方向从-127至128的任意值，-127≤j≤128，且-127≤n≤128。
可见，在未采样点周围的采样点的数量和分布不同时，权重系数矩阵也不同，为此本实施例引入拟合模式的概念。令每一种采样点的数量和分布对应一种拟合模式，即令每一种权重系数矩阵对应一种拟合模式。图3A、图3B和图3C中的未采样点(阴影点)分别对应三种不同的拟合模式。
可以理解的是，如果当前K空间的采样方式为隔行采集，那么位于K空间中间部分的未采样点均对应同一种拟合模式，即图3A中的拟合模式。如果当前K空间数据的采样方式为随机采样，参见图3B和图3C，那么K空间的不同未采样点对应的拟合模式一般不同，或者每一种拟合模式仅对应一个或少量几个未采样点。
在一种实施例中，如果未采样点拟合范围内的采样点分布规则，则该未采样点对应第一拟合模式，参见图3A；如果未采样点拟合范围内的采样点的分布不规则，则该未采样点对应第二拟合模式，参见图3B和图3C。可以理解的是，第一拟合模式所包含的K空间的位置点与第二拟合模式所包含的K空间的位置点不同。第一拟合模式所包含的采样点数量与第二拟合模式所包含的采样点数量不同。
本实施例根据每种拟合模式对应的第一拟合时间与第二拟合时间的大小关系，确定每种拟合模式对应的拟合方式，以使每种拟合模式对应的所有未采样点的拟合时间最短。
K空间拟合对应公式1，不失一般地，可以表示为卷积运算，如下：
其中，Sm为多个未采样点的拟合结果Smn形成的矩阵，C'i为Ci,j经过坐标反转得到的矩阵，Si为Si,j组成的K空间数据/矩阵，为卷积操作。
根据数学原理，图像域拟合(图像域乘积拟合)对应公式2，其卷积运算可改写为：
Sm＝FFT(∑iWi·Ii) (3)
其中，Wi＝IFFT(C'i)，Ii＝IFFT(Si)，FFT表示傅里叶变换，IFFT表示傅里叶反变换，“·”表示点乘运算。
经验证，对于均匀欠采样的K空间数据，比如图3A，所述，采样点与未采样点沿相位编码方向(图中的横坐标方向)隔行分布，对应同一个相位编码的多个采样点形成完整的一行，对应同一个相位编码的多个未采样点同样形成完整的一行，公式3的运算速度快于公式2，但在K空间所包含的数据矩阵较小或者需要拟合的未采样点数量少的情况下，又或者在非均匀采样的情况下，如图3B和图3C，公式2的运算速度更快。
可见对于任一未采样点来说，其对应的两种拟合时间之间的大小关系与其对应的采样点数量有关，或者与其对应的采样点分布是否规则有关。对于采样点分布不规则的多个未采样点，本实施例对多个未采样点对应的拟合模式进行分类，且属于同一拟合模式的未采样点划分为一类；计算K空间拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第一拟合时间，以及图像域模式下，同一拟合模式的未采样点对应的第二拟合时间，然后选定第一拟合时间、第二拟合时间中的小者所对应的拟合方式为每个未采样点的拟合方式。
如果未采样点对应的采样点分布规则，则直接判定其对应第一拟合模式，并将其拟合方式设置为图像域拟合方式。
如果拟合模式对应的采样点分布不规则，那么其拟合时间与其对应的采样点的数量有关。因此在确定了每个未采样点的拟合模式之后，需要根据拟合模式对应的采样点数量与预设阈值的大小关系，确定每个未采样点对应的拟合方式。具体为，如果同一拟合模式下未采样点的数量小于设定阈值，可知对应的K空间拟合方式的拟合时间小于其对应的图像域的拟合时间，那么将该拟合模式下的未采样点的拟合方式设置为K空间拟合方式；如果同一拟合模式下未采样点的数量大于设定阈值，可知其对应的K空间拟合方式的拟合时间大于或等于其对应的图像域的拟合时间，此时将该拟合模式下的未采样点的拟合方式设置为图像域拟合方式。
其中，设定阈值的大小与处理器的图像处理参数有关。如果处理器的图像处理参数的配置较高，图像处理速度较快，对于拟合点数稍多的拟合模式，采用K空间拟合方式进行拟合时，不会那么费力，那么设定阈值就会高一些，反之，如果处理器的性能参数的配置较低，图像处理速度较慢，对于拟合点数稍多的拟合模式，采用K空间拟合方式进行拟合时，拟合速度就会迅速降低，因此设定阈值就会低一些。
利用每个未采样点的拟合方式对每个未采样点进行拟合，以得到每个未采样点的拟合结果。所有未采样点的拟合结果和多个采样点的K空间数据组成拟合空间。
在一些实施例中，在确定了每种拟合模式的未采样点对应的拟合方式之后，采用每种拟合模式对应的拟合方式对每种拟合模式对应的所有未采样点进行拟合，从而一次性得到对应相同拟合模式的所有未采样点的拟合结果。对所有拟合模式对应的所有未采样点执行完拟合操作之后，即可得到K空间中的所有未采样点的拟合结果。
在一个实施例中，遍历所有拟合模式，确定当前拟合模式的拟合点数，并根据该拟合点数与设定阈值的大小关系确定当前拟合模式对应的拟合方式，采用该拟合方式对当前拟合模式对应的所有未采样点进行拟合，以得到当前拟合模式对应的所有未采样点的拟合结果。
其中，对于图像域拟合方式，其直接的拟合结果为图像域数据，需要将该拟合结果变换至K空间以得到变换结果，并从该变换结果中提取出该相应拟合模式对应的一个或多个未采样点的拟合数据，并将提取的拟合数据分别填充至K空间的相应未采样点，以更新当前拟合模式对应的拟合结果。
拟合后的K空间得到后，对其进行图像重建以得到磁共振图像。
本发明实施例提供的磁共振图像重建方法的技术方案，相较于现有技术，确定多个未采样点对应的拟合模式，根据多个未采样点对应的拟合模式设置每个未采样点的拟合方式，利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果。通过为不同拟合模式匹配不同的拟合方式，以减少不同拟合模式的未采样点的拟合时间，从而降低整个K空间中的所有未采样点的拟合时间，实现了通过提高K空间未采样点的拟合速度，达到了提高磁共振图像重建速度的技术效果。
如图5所示，该磁共振成像***100还包括控制器130、输入装置140和输出装置150，控制器130可以包括中央控制器(Central Processing Unit，CPU)、专门应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)、专用指令控制器(ApplicationSpecific Instruction Set Processor，ASIP)、图形处理单元(Graphics ProcessingUnit，GPU)、物理控制器(Physics Processing Unit，PPU)、数字信号控制器(DigitalProcessing Processor，DSP)、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、ARM控制器等中的一种或几种的组合。
输出装置150，比如显示器，可显示感兴趣区域的磁共振图像。进一步地，输出装置150还可显示受检者的身高、体重、年龄、成像部位、以及扫描装置110的工作状态等。输出装置150的类型可以是阴极射线管(CRT)输出装置、液晶输出装置(LCD)、有机发光输出装置(OLED)、等离子输出装置等中的一种或几种的组合。在一实施例中，显示器响应于扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层，显示所述协议参数的推荐值，推荐值包括：梯度旋转角度推荐值、梯度推荐模式、带宽推荐值、读出分辨率推荐值、相位分辨率推荐值中的一种或多种。
磁共振成像***100可连接一个局域网(Local Area Network，LAN)、广域网(WideArea Network，WAN)、公用网络、私人网络、专有网络、公共交换电话网(Public SwitchedTelephone Network，PSTN)、互联网、无线网络、虚拟网络、或者上述网络的任何组合。
扫描装置110包括MR信号获取模块、MR控制模块和MR数据存储模块。其中，MR信号获取模块包括磁体单元和射频单元。磁体单元主要包括产生B0主磁场的主磁体和产生梯度的梯度组件。磁体单元中包含的主磁体可以是永磁体或超导磁体，梯度组件主要包含梯度电流放大器(AMP)、梯度线圈，梯度组件还可包含三个独立通道Gx、Gy、Gz，每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈，产生用于生成相应空间编码信号的梯度场，以对磁共振信号进行空间定位。射频单元主要包括射频发射线圈和射频接收线圈，射频发射线圈用于向受检者或人体发射射频脉冲信号，射频接收线圈用于接收从人体采集的磁共振信号，且根据功能的不同，组成射频单元的射频线圈可分为体线圈和局部线圈。在一个实施例中，体线圈或局部线圈的种类可以是鸟笼形线圈、螺线管形线圈、马鞍形线圈、亥姆霍兹线圈、阵列线圈、回路线圈等。在一个具体实施例中，局部线圈设置为阵列线圈，且该阵列线圈可设置为4通道模式、8通道模式或16通道模式。磁体单元和射频单元可组成开放性低场磁共振装置或者封闭型超导磁共振装置。
MR控制模块可监测包含磁体单元和射频单元的MR信号获取模块、MR数据处理模块。具体地，MR控制模块可接收MR信号获取模块发送的信息或者脉冲参数；此外，MR控制模块还可控制MR数据处理模块的处理过程。在一个实施例中，MR控制模块还连接有包含脉冲序列发生器、梯度波形发生器、发射机和接收机等，在接受用户从控制台发出的指令后，控制磁场模块执行相应扫描序列。
示例性地，本发明实施例中的扫描装置110产生MR数据的具体过程包括：主磁体产生B0主磁场，受检者体内的原子核在主磁场作用下产生进动频率，该进动频率与主磁场强度呈正比；MR控制模块存储和发送需要执行的扫描序列(scan sequence)的指令，脉冲序列发生器根据扫描序列指令对梯度波形发生器和发射机进行控制，梯度波形发生器输出具有预定时序和波形的梯度脉冲信号，该信号经过Gx、Gy和Gz梯度电流放大器，再通过梯度组件中的三个独立通道Gx、Gy、Gz，每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈，产生用于生成相应空间编码信号的梯度场，以对磁共振信号进行空间定位；脉冲序列发生器还执行扫描序列，输出包括射频发射的射频脉冲的计时、强度、形状等数据以及射频接收的计时和数据采集窗口的长度到发射机，同时发射机将相应射频脉冲发送至射频单元中的体发射线圈产生B1场，在B1场作用下病人体内被激发的原子核发出的信号被射频单元中的接收线圈感知到，然后通过发送/接收开关传输到MR数据处理模块，经过放大、解调、过滤、AD转换等数字化处理，然后传输到MR数据存储模块。当MR数据存储模块获取一组原始的k-空间数据后，扫描结束。原始的k-空间数据被重新整理成与每个将被重建的图像对应的单独的k-空间数据组，每个k-空间数据组被输入到阵列控制器，进行图像重建后结合磁共振信号，形成一组图像数据。
实施例四
本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种磁共振图像重建方法，该方法包括：
获取K空间的所有未采样点，并确定所述K空间中的所有未采样点对应的至少一种拟合模式，其中，所述K空间为当前K空间数据所包含的至少一个目标块中的一个；
确定每种拟合模式对应的至少两个可选拟合时间中的最小拟合时间，并将该最小拟合时间对应的拟合方式作为每种拟合模式的拟合方式；
采用每种拟合模式对应的拟合方式对每种拟合模式对应的所有未采样点进行拟合，以得到所述K空间中的所有未采样点的拟合结果；
重复以上步骤直至得到所述当前K空间数据中的所有未采样点的拟合结果，以更新所述当前K空间数据，并对更新后的K空间数据进行图像重建以得到磁共振图像。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的磁共振图像重建方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的磁共振图像重建方法。
值得注意的是，上述磁共振图像重建方装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种磁共振图像重建方法，其特征在于，包括：
获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和多个未采样点；
确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案为在未采样点周围的采样点的数量和分布所形成的图案，未采样点周围的采样点的数量和分布不同时拟合模式不同，令每一种未采样点周围的采样点的数量和分布对应一种拟合模式；
根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；
利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；
重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像；
根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式，包括：
将多个未采样点对应的拟合模式进行分类，且属于同一拟合模式的未采样点划分为一类；
计算K空间拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第一拟合时间；
计算图像域拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第二拟合时间；
选定第一拟合时间、第二拟合时间中的小者所对应的拟合方式为每个未采样点的拟合方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式包括：
根据所述多个未采样点对应的拟合模式，从至少两种不同的重建方法中，为每个未采样点选择一种重建方法，且所述K空间重建过程至少使用两种不同的重建方法。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个未采样点对应的拟合模式通过如下方式确定：
以每个未采样点为中心，确定距离每个未采样点设定范围内的采样点；
所述距离每个未采样点设定范围内的采样点的相对位置组合形成拟合模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个未采样点对应的拟合模式包括第一拟合模式和第二拟合模式，所述第一拟合模式对应规则图案，所述第二拟合模式对应的非规则图案。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一拟合模式所包含的K空间的位置点与所述第二拟合模式所包含的K空间的位置点不同。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式，包括：
对具有相同拟合模式的未采样点进行计数；
当同一拟合模式下未采样点的数量小于设定阈值，设置对应未采样点的拟合方式为K空间拟合；
当同一拟合模式下未采样点的数量大于设定阈值，设置对应未采样点的拟合方式为图像域拟合。
7.一种磁共振图像重建装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和未采样点；
拟合模式确定模块，用于确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案为在未采样点周围的采样点的数量和分布所形成的图案，未采样点周围的采样点的数量和分布不同时拟合模式不同，令每一种未采样点周围的采样点的数量和分布对应一种拟合模式；
拟合方式确定模块，用于根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；
拟合方式设置模块具体用于将多个未采样点对应的拟合模式进行分类，且属于同一拟合模式的未采样点划分为一类；计算K空间拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第一拟合时间；计算图像域拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第二拟合时间；选定第一拟合时间、第二拟合时间中的小者所对应的拟合方式为每个未采样点的拟合方式
拟合模块，用于利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；
重建模块，用于重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像。
8.一种磁共振***，其特征在于，包括：
射频发射线圈，用于向目标对象的扫描部位发射射频脉冲，以激发扫描部位的核自旋；
梯度线圈，用于对扫描部位施加层面选择梯度场、相位编码梯度场和频率编码梯度场，以产生回波信号；
射频接收线圈，用于接收所述回波信号以形成磁共振扫描数据；
处理器，用于获取待处理的K空间，所述K空间包括多个采样点和未采样点；确定多个未采样点对应的拟合模式，所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案；所述拟合模式为距离每个未采样点设定范围内的采样点形成的图案为在未采样点周围的采样点的数量和分布所形成的图案，未采样点周围的采样点的数量和分布不同时拟合模式不同，令每一种未采样点周围的采样点的数量和分布对应一种拟合模式；根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式；利用每个未采样点的拟合方式，获取每个未采样点的拟合结果，所述多个采样点的K空间数据、未采样点的拟合结果组成拟合K空间；重建所述拟合K空间，以获取磁共振图像根据所述多个未采样点对应的拟合模式，设置每个未采样点的拟合方式，包括：将多个未采样点对应的拟合模式进行分类，且属于同一拟合模式的未采样点划分为一类；计算K空间拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第一拟合时间；计算图像域拟合方式下，同一拟合模式的未采样点对应的第二拟合时间；选定第一拟合时间、第二拟合时间中的小者所对应的拟合方式为每个未采样点的拟合方式。
9.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-6中任一所述的磁共振图像重建方法。
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