基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法和裝置，其中，所述方法包括：通過磁共振掃描得到欠采樣的原始K空間數(shù)據(jù)；利用壓縮感知方法對(duì)所述原始K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建；當(dāng)所述圖像重建的重建結(jié)果趨于收斂后，在所述原始K空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖；提取所述第一方差圖中的感興趣區(qū)域；對(duì)所述感興趣區(qū)域做圖像掩膜處理，得到第二方差圖；利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到所述圖像重建結(jié)果中，得到重建圖像。上述方法和裝置提高了磁共振圖像重建結(jié)果的精度。
【專利說明】基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁共振成像【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于壓縮感知的磁共振圖像重 建方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓縮感知理論利用信號(hào)的稀疏性，只需采集少量樣本即可高質(zhì)量重建出原始數(shù) 據(jù)。近年來，壓縮感知（CS)理論在磁共振快速成像中得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用，利用該理 論，可從欠采的k空間中重建出原始圖像，從而減少k空間的采集線數(shù)，減少掃描時(shí)間，達(dá)到 快速成像的目的。
[0003] 傳統(tǒng)的基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法在圖像重建過程中，低對(duì)比度圖像的 細(xì)節(jié)信息容易丟失，而且隨加速倍數(shù)的增加信息丟失會(huì)更加嚴(yán)重，影響磁共振圖像重建結(jié) 果的精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種能提高磁共振圖像重建結(jié)果精度的基于壓縮感知的磁共 振圖像重建方法和裝置。
[0005] -種基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法，所述方法包括：
[0006] 通過磁共振掃描得到欠采樣的原始K空間數(shù)據(jù)；
[0007] 利用壓縮感知方法對(duì)所述原始K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建；
[0008] 當(dāng)所述圖像重建的重建結(jié)果趨于收斂后，在所述原始K空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并 統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖；
[0009] 提取所述第一方差圖中的感興趣區(qū)域；
[0010] 對(duì)所述感興趣區(qū)域做圖像掩膜處理，得到第二方差圖；
[0011] 利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到所述圖像重建結(jié)果中，得到重建圖像。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述原始K空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng) 后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖的步驟，包括：
[0013] 在所述原始K空間數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取預(yù)設(shè)數(shù)量的采樣點(diǎn)，將所述采樣點(diǎn)置為零使得 原始K空間轉(zhuǎn)換為新的K空間數(shù)據(jù)；
[0014] 利用壓縮感知方法對(duì)所述新的K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，得到重建結(jié)果圖像；
[0015] 重復(fù)執(zhí)行預(yù)設(shè)次數(shù)的上述兩個(gè)步驟，得到與所述預(yù)設(shè)次數(shù)數(shù)量相同的重建結(jié)果圖 像；
[0016] 統(tǒng)計(jì)所述重建結(jié)果圖像中的方差，獲得第一方差圖。
[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述提取所述第一方差圖中的感興趣區(qū)域的步驟，包括：
[0018] 提取第一方差圖中的前景區(qū)域和背景區(qū)域，將所述前景區(qū)域作為感興趣區(qū)域。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到所述圖像重建結(jié) 果中，得到重建圖像的步驟，包括：
[0020] 對(duì)所述圖像重建結(jié)果的幅值做歸一化處理，得到處理后的重建幅值圖；
[0021] 利用非線性函數(shù)對(duì)所述重建幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性變換，得到變換圖 像；
[0022] 將所述第二方差圖與所述變換圖像相加，得到相加圖像；
[0023] 對(duì)所述相加圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性逆變換，獲得重建圖像。
[0024] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述重建結(jié)果圖像的幅值做歸一化處理，得到處理 后的重建幅值圖的步驟，包括：
[0025] 對(duì)所述重建結(jié)果圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)取模值，得到幅值圖；
[0026] 獲取所述幅值圖中的最大灰度值，將所述幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)除以最大灰度 值，得到重建幅值圖。
[0027] 一種基于壓縮感知的磁共振圖像重建裝置，所述裝置包括：
[0028] 空間數(shù)據(jù)獲取模塊，用于通過磁共振掃描得到欠采樣的原始K空間數(shù)據(jù)；
[0029] 第一圖像重建模塊，用于利用壓縮感知裝置對(duì)所述原始K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重 建；
[0030] 第一方差圖獲取模塊，用于當(dāng)所述圖像重建的重建結(jié)果趨于收斂后，在所述原始K 空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖；
[0031] 感興趣區(qū)域提取模塊，用于提取所述第一方差圖中的感興趣區(qū)域；
[0032] 第二方差圖獲取模塊，用于對(duì)所述感興趣區(qū)域做圖像掩膜處理，得到第二方差 圖；
[0033] 第二圖像重建模塊，用于利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到所述圖像重建結(jié)果 中，得到重建圖像。
[0034] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一方差圖獲取模塊包括：
[0035] 空間數(shù)據(jù)更新模塊，用于在所述原始K空間數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取預(yù)設(shè)數(shù)量的采樣點(diǎn)， 將所述采樣點(diǎn)置為零使得原始K空間轉(zhuǎn)換為新的K空間數(shù)據(jù)；
[0036] 第三圖像重建模塊，用于利用壓縮感知裝置對(duì)所述新的K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重 建，得到重建結(jié)果圖像；
[0037] 重復(fù)執(zhí)行模塊，用于重復(fù)執(zhí)行預(yù)設(shè)次數(shù)的上述兩個(gè)步驟，得到與所述預(yù)設(shè)次數(shù)數(shù) 量相同的重建結(jié)果圖像；
[0038] 方差統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)所述重建結(jié)果圖像中的方差，獲得第一方差圖。
[0039] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述感興趣區(qū)域提取模塊還用于提取第一方差圖中的前景 區(qū)域和背景區(qū)域，將所述前景區(qū)域作為感興趣區(qū)域。
[0040] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二圖像重建模塊包括：
[0041] 歸一化處理模塊，用于對(duì)所述圖像重建結(jié)果的幅值做歸一化處理，得到處理后的 重建幅值圖；
[0042] 非線性變換模塊，用于利用非線性函數(shù)對(duì)所述重建幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線 性變換，得到變換圖像；
[0043]圖像相加模塊，用于將所述第二方差圖與所述變換圖像相加，得到相加圖像；
[0044] 逆變換模塊，用于對(duì)所述相加圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性逆變換，獲得重建圖 像。
[0045] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述歸一化處理模塊包括：
[0046] 取模值模塊，用于對(duì)所述重建結(jié)果圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)取模值，得到幅值圖；
[0047] 重建幅值圖獲取模塊，用于獲取所述幅值圖中的最大灰度值，將所述幅值圖中的 每個(gè)像素點(diǎn)除以最大灰度值，得到重建幅值圖。
[0048] 上述基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法和裝置，在壓縮感知方法進(jìn)行磁共振圖 像重建過程中，在原始K空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，使得重建結(jié)果發(fā)生細(xì)微變化，通過統(tǒng)計(jì)加入 擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差圖，利用方差圖中的信息，對(duì)重建結(jié)果中丟失的信息進(jìn)行補(bǔ)充，提高 了磁共振圖像重建結(jié)果的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049] 圖1為一個(gè)實(shí)施例中基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法的流程示意圖；
[0050] 圖2為一個(gè)實(shí)施例中在所述原始K空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建 結(jié)果的方差得到第一方差圖步驟的流程示意圖；
[0051] 圖3為一個(gè)實(shí)施例中利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到重建結(jié)果中，得到重建 圖像步驟的流程示意圖；
[0052] 圖4為一個(gè)實(shí)施例中基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法進(jìn)行圖像重建過程中 各步驟生成圖像的展示圖；
[0053] 圖5為一個(gè)實(shí)施例中基于壓縮感知的磁共振圖像重建裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖6為一個(gè)實(shí)施例中第一方差圖獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖7為一個(gè)實(shí)施例中第二方差圖獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖8為一個(gè)實(shí)施例中歸一化處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0057] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0058] 如圖1所示，在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法， 該方法包括如下步驟：
[0059] 步驟101，通過磁共振掃描得到欠采樣的原始K空間數(shù)據(jù)。
[0060] 步驟102,利用壓縮感知方法對(duì)原始K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。
[0061] 本實(shí)施例中，壓縮感知方法進(jìn)行圖像重建方程為：1^11||11^||1，8· t. I |FpX-y I |2 < ε，其中，Ψ稱為固定稀疏變換，y為測得的K空間信號(hào)，F(xiàn)p為欠采樣的傅 立葉算子，ε是與信號(hào)的噪聲等級(jí)有關(guān)的參數(shù)。常用的稀疏變換有小波變換，主成份分析， 有限差分變換等。X為待求解的重建圖像，采用共軛梯度下降法求解重建方程，得到重建結(jié) 果X
[0062] 步驟103,當(dāng)所述圖像重建的重建結(jié)果趨于收斂后，在所述原始Κ空間數(shù)據(jù)中加入 擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖。
[0063] 本實(shí)施例中，將min | | Ψ X | | p s. t. | | Fpx-y | 12彡ε轉(zhuǎn)換為拉格朗日表示為： argfm|f；X-y||2_+2||VX〖，其中， λ為正則化系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。用共軛梯度下降法求解 上式，使得重建結(jié)果趨于收斂。
[0064] 在一個(gè)實(shí)施例中，步驟103,在所述原始Κ空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng) 后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖包括：
[0065] 步驟201，在原始Κ空間數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取預(yù)設(shè)數(shù)量的采樣點(diǎn)，將采樣點(diǎn)置為零使得 原始Κ空間轉(zhuǎn)換為新的Κ空間數(shù)據(jù)。預(yù)設(shè)數(shù)量的取值范圍為：大于等于1且小于等于20， 優(yōu)先的，預(yù)設(shè)數(shù)量為10。
[0066] 步驟202,利用壓縮感知方法對(duì)新的Κ空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，得到重建結(jié)果圖 像。
[0067] 步驟203,重復(fù)執(zhí)行預(yù)設(shè)次數(shù)的上述兩個(gè)步驟，得到與預(yù)設(shè)次數(shù)數(shù)量相同的重建結(jié) 果圖像。重復(fù)執(zhí)行步驟201和步驟202的次數(shù)Ν次得到Ν個(gè)重建結(jié)果圖像{Xl，χ2··· χΝ}，其 中Ν大于10,優(yōu)選的，預(yù)設(shè)次數(shù)Ν為20。
[0068] 步驟204,統(tǒng)計(jì)重建結(jié)果圖像中的方差，獲得第一方差圖。
[0069] 本實(shí)施例中，獲得的Ν個(gè)重建結(jié)果圖像具有相同的空間位置，即重建結(jié)果圖像的 任一個(gè)空間點(diǎn)有Ν個(gè)重建值，對(duì)重建結(jié)果圖像中的每個(gè)空間點(diǎn)統(tǒng)計(jì)方差，最后得到第一方 差圖。
[0070] 步驟104,提取第一方差圖中的感興趣區(qū)域。
[0071] 具體的，提取第一方差圖中的前景區(qū)域和背景區(qū)域，將前景區(qū)域作為感興趣區(qū)域。 在一個(gè)實(shí)施例中，采用閾值法將第一方差圖中的前景區(qū)域與背景區(qū)域區(qū)分開來，通過選擇 一個(gè)閾值將圖像中大于閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為前景區(qū)域，小于閾值的像素點(diǎn)標(biāo)記為背景區(qū) 域。
[0072] 步驟105,對(duì)感興趣區(qū)域做圖像掩膜處理，得到第二方差圖。
[0073] 步驟106,利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到重建結(jié)果中，得到重建圖像。
[0074] 本實(shí)施例中，通過第二方差圖恢復(fù)磁共振圖像重建過程中丟失的低對(duì)比度信息， 利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到重建結(jié)果中對(duì)低對(duì)比度信息進(jìn)行恢復(fù)。上述基于壓縮 感知的磁共振圖像重建方法，在壓縮感知方法進(jìn)行磁共振圖像重建過程中，在原始Κ空間 數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，使得重建結(jié)果發(fā)生細(xì)微變化，通過統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差圖，利 用方差圖中的信息，對(duì)重建結(jié)果中丟失的信息進(jìn)行補(bǔ)充，提高了磁共振圖像重建結(jié)果的精 度。
[0075] 如圖3所示，在一個(gè)實(shí)施例中，步驟106,利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到重 建結(jié)果中，得到重建圖像包括：
[0076] 步驟301，對(duì)圖像重建結(jié)果的幅值做歸一化處理，得到處理后的重建幅值圖。具體 的，對(duì)重建結(jié)果圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)取模值，得到幅值圖；獲取幅值圖中的最大灰度值，將 幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)除以最大灰度值，得到重建幅值圖。
[0077] 步驟302,利用非線性函數(shù)對(duì)重建幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性變換，得到變換 圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，非線性函數(shù)為冪函數(shù)，f(x) =xa，x為重建幅值圖中的像素點(diǎn)，a為 預(yù)設(shè)的數(shù)值，優(yōu)選的，a = 5。
[0078] 步驟303,將第二方差圖與變換圖像相加，得到相加圖像。將第二方差圖中的像素 點(diǎn)值與變換圖像的像素點(diǎn)值進(jìn)行相加得到相加圖像。
[0079] 步驟304,對(duì)相加圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性逆變換，獲得重建圖像。
[0080] 通過非線性函數(shù)f(x)=義1/3對(duì)相加圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性逆變換。其中， X為相加圖像中的像素點(diǎn)，a為預(yù)設(shè)的數(shù)值，優(yōu)選的，a = 5。
[0081] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4為基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法進(jìn)行圖像重建過 程中各步驟生成圖像的展示圖。如圖4所示，4a為原始圖像，4b為通過壓縮感知方法進(jìn)行 圖像重建后得到的圖像，其中4a白色圓圈標(biāo)記區(qū)域40和42的低對(duì)比度信息經(jīng)過壓縮感知 方法重建后消失在4b中；
[0082] 4c為統(tǒng)計(jì)4b中的方差得到的第一方差圖，從4c中可以看出圖中包含了 4a中40和 42的部分低對(duì)比度信息。4d為對(duì)4c中感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像掩膜處理后得到第二方差圖。 4e為對(duì)4b的幅值做歸一化處理后得到的重建幅值圖。4f為對(duì)4e中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線 性變換后得到的變換圖像。4g為4f與4d圖像相加后得到的相加圖像。4h為對(duì)4g做逆變 換后得到的重建圖像，可以明顯看到4b中丟失的低對(duì)比度信息40和42在4h中又出現(xiàn)了， 本發(fā)明提供的基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法能夠?qū)Φ蛯?duì)比度信息進(jìn)行恢復(fù)，提高磁 共振圖像重建的精度。
[0083] 如圖5所示，在一個(gè)實(shí)施例中，提供的一種基于壓縮感知的磁共振圖像重建裝置， 該裝置包括：
[0084] 空間數(shù)據(jù)獲取模塊50,用于通過磁共振掃描得到欠采樣的原始K空間數(shù)據(jù)。
[0085] 第一圖像重建模塊51，用于利用壓縮感知裝置對(duì)原始K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。
[0086] 第一方差圖獲取模塊52,用于當(dāng)圖像重建的重建結(jié)果趨于收斂后，在原始K空間 數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖。
[0087] 感興趣區(qū)域提取模塊53,用于提取第一方差圖中的感興趣區(qū)域。
[0088] 在一個(gè)實(shí)施例中，感興趣區(qū)域提取模塊53還用于提取第一方差圖中的前景區(qū)域 和背景區(qū)域，將前景區(qū)域作為感興趣區(qū)域。
[0089] 第二方差圖獲取模塊54,用于對(duì)感興趣區(qū)域做圖像掩膜處理，得到第二方差圖。
[0090] 第二圖像重建模塊55,用于利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到圖像重建結(jié)果 中，得到重建圖像。
[0091] 如圖6所不，在一個(gè)實(shí)施例中，第一方差圖獲取模塊52包括：
[0092] 空間數(shù)據(jù)更新模塊520,用于在原始K空間數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取預(yù)設(shè)數(shù)量的采樣點(diǎn)，將 采樣點(diǎn)置為零使得原始K空間轉(zhuǎn)換為新的K空間數(shù)據(jù)。
[0093] 第三圖像重建模塊521，用于利用壓縮感知裝置對(duì)新的K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建， 得到重建結(jié)果圖像。
[0094] 重復(fù)執(zhí)行模塊523,用于重復(fù)執(zhí)行預(yù)設(shè)次數(shù)的上述兩個(gè)步驟，得到與預(yù)設(shè)次數(shù)數(shù)量 相同的重建結(jié)果圖像。
[0095] 方差統(tǒng)計(jì)模塊524,用于統(tǒng)計(jì)重建結(jié)果圖像中的方差，獲得第一方差圖。
[0096] 如圖7所示，在一個(gè)實(shí)施例中，第二圖像重建模塊55包括：
[0097] 歸一化處理模塊550,用于對(duì)圖像重建結(jié)果的幅值做歸一化處理，得到處理后的重 建幅值圖。
[0098] 非線性變換模塊551，用于利用非線性函數(shù)對(duì)重建幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線 性變換，得到變換圖像。
[0099] 圖像相加模塊552,用于將第二方差圖與變換圖像相加，得到相加圖像。
[0100] 逆變換模塊553,用于對(duì)相加圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性逆變換，獲得重建圖 像。
[0101] 如圖8所不，在一個(gè)實(shí)施例中，歸一化處理模塊550包括：
[0102] 取模值模塊5500,用于對(duì)重建結(jié)果圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)取模值，得到幅值圖。
[0103] 重建幅值圖獲取模塊5501，用于獲取幅值圖中的最大灰度值，將幅值圖中的每個(gè) 像素點(diǎn)除以最大灰度值，得到重建幅值圖。
[0104] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于壓縮感知的磁共振圖像重建方法，所述方法包括： 通過磁共振掃描得到欠采樣的原始K空間數(shù)據(jù)； 利用壓縮感知方法對(duì)所述原始K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建； 當(dāng)所述圖像重建的重建結(jié)果趨于收斂后，在所述原始K空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì) 加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖； 提取所述第一方差圖中的感興趣區(qū)域； 對(duì)所述感興趣區(qū)域做圖像掩膜處理，得到第二方差圖； 利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到所述圖像重建結(jié)果中，得到重建圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述原始K空間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)， 并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖的步驟，包括： 在所述原始K空間數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取預(yù)設(shè)數(shù)量的采樣點(diǎn)，將所述采樣點(diǎn)置為零使得原始 K空間轉(zhuǎn)換為新的K空間數(shù)據(jù)； 利用壓縮感知方法對(duì)所述新的K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，得到重建結(jié)果圖像； 重復(fù)執(zhí)行預(yù)設(shè)次數(shù)的上述兩個(gè)步驟，得到與所述預(yù)設(shè)次數(shù)數(shù)量相同的重建結(jié)果圖像； 統(tǒng)計(jì)所述重建結(jié)果圖像中的方差，獲得第一方差圖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述第一方差圖中的感興趣區(qū) 域的步驟，包括： 提取第一方差圖中的前景區(qū)域和背景區(qū)域，將所述前景區(qū)域作為感興趣區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入 到所述圖像重建結(jié)果中，得到重建圖像的步驟，包括： 對(duì)所述圖像重建結(jié)果的幅值做歸一化處理，得到處理后的重建幅值圖； 利用非線性函數(shù)對(duì)所述重建幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性變換，得到變換圖像； 將所述第二方差圖與所述變換圖像相加，得到相加圖像； 對(duì)所述相加圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性逆變換，獲得重建圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述重建結(jié)果圖像的幅值做歸一 化處理，得到處理后的重建幅值圖的步驟，包括： 對(duì)所述重建結(jié)果圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)取模值，得到幅值圖； 獲取所述幅值圖中的最大灰度值，將所述幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)除以最大灰度值，得 到重建幅值圖。
6. -種基于壓縮感知的磁共振圖像重建裝置，其特征在于，所述裝置包括： 空間數(shù)據(jù)獲取模塊，用于通過磁共振掃描得到欠采樣的原始K空間數(shù)據(jù)； 第一圖像重建模塊，用于利用壓縮感知裝置對(duì)所述原始K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建； 第一方差圖獲取模塊，用于當(dāng)所述圖像重建的重建結(jié)果趨于收斂后，在所述原始K空 間數(shù)據(jù)中加入擾動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)加入擾動(dòng)后重建結(jié)果的方差得到第一方差圖； 感興趣區(qū)域提取模塊，用于提取所述第一方差圖中的感興趣區(qū)域； 第二方差圖獲取模塊，用于對(duì)所述感興趣區(qū)域做圖像掩膜處理，得到第二方差圖； 第二圖像重建模塊，用于利用非線性函數(shù)將第二方差圖加入到所述圖像重建結(jié)果中， 得到重建圖像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一方差圖獲取模塊包括： 空間數(shù)據(jù)更新模塊，用于在所述原始K空間數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取預(yù)設(shè)數(shù)量的采樣點(diǎn)，將所 述采樣點(diǎn)置為零使得原始Κ空間轉(zhuǎn)換為新的Κ空間數(shù)據(jù)； 第三圖像重建模塊，用于利用壓縮感知裝置對(duì)所述新的Κ空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，得 到重建結(jié)果圖像； 重復(fù)執(zhí)行模塊，用于重復(fù)執(zhí)行預(yù)設(shè)次數(shù)的上述兩個(gè)步驟，得到與所述預(yù)設(shè)次數(shù)數(shù)量相 同的重建結(jié)果圖像； 方差統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)所述重建結(jié)果圖像中的方差，獲得第一方差圖。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述感興趣區(qū)域提取模塊還用于提取第 一方差圖中的前景區(qū)域和背景區(qū)域，將所述前景區(qū)域作為感興趣區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二圖像重建模塊獲取模塊包括： 歸一化處理模塊，用于對(duì)所述圖像重建結(jié)果的幅值做歸一化處理，得到處理后的重建 幅值圖； 非線性變換模塊，用于利用非線性函數(shù)對(duì)所述重建幅值圖中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性變 換，得到變換圖像； 圖像相加模塊，用于將所述第二方差圖與所述變換圖像相加，得到相加圖像； 逆變換模塊，用于對(duì)所述相加圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)做非線性逆變換，獲得重建圖像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述歸一化處理模塊包括： 取模值模塊，用于對(duì)所述重建結(jié)果圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)取模值，得到幅值圖； 重建幅值圖獲取模塊，用于獲取所述幅值圖中的最大灰度值，將所述幅值圖中的每個(gè) 像素點(diǎn)除以最大灰度值，得到重建幅值圖。
【文檔編號(hào)】G01R33/56GK104280705SQ201410526251
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】梁棟, 朱燕杰, 蘇正航, 劉新, 鄭海榮 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院