[发明专利]一种磁共振成像快速重建系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，特别是涉及一种磁共振成像快速重建 系统及方法。

背景技术

磁共振成像技术是将射频电磁波与人体内的氢质子共振所产生的信号， 经计算机处理后，转换成影像的检查方法。而成像速度一直是磁共振成像技 术的最大难题，也是限制其临床应用的核心问题。自磁共振成像技术诞生以 来，研究者一直在努力寻找提高磁共振成像速度的有效方法，从时间和方法 上划分，主要有三个阶段或者三种途径：

一、在早期的快速磁共振成像研究中，研究者将精力主要集中在开发快 速扫描成像序列上，如回波平面成像(EPI)、稳态自由进动(SSFP)和单 激发自旋回波(HASTE)等；这些快速成像序列已经被普遍装备在磁共振商 业扫描仪上进行临床应用，极大地促进磁共振在脑功能、心脏等快速成像方 面的应用。但由于快速扫描序列都基于高速切换的梯度场，高速切换的梯度 场不仅会刺激受检者的神经与肌肉，还会引起严重的涡流干扰，美国FDA (Food and Drug Administrator)和英国NRPB(National Radiological  Protection Board)对此都做出了严格的限制，继续依赖提高梯度场的切换速 率来提高成像速度基本上达到了极限。

二、许多研究者还进行并行成像方面的研究，并行成像技术利用来自射 频接收线圈阵列的空间信息来替代常规需要梯度磁场才能提供的信息，从而 大幅度缩短成像时间；由于其效果显著，已经成为快速磁共振成像技术的主 流。目前并行成像接收线圈的研制正向更多通道和更高性能方向发展，但是 随着线圈单元的增加，线圈之间去耦合的难度和噪声也随之成倍增加，同 时，并行成像图像重建算法的计算量和线圈单元数成正比，线圈单元数目增 加无疑也会增加重建端的负荷。

三、随着稀疏采样理论的产生，更多的研究者从信号处理角度研究快速 磁共振成像技术，该方法通过研究频域K空间和时空域图像数据的冗余性， 减少成像所需的采集数据，可进一步提高成像速度。重建图像的质量主要依 赖于重建模型和重建算法的选择，重建模型主要指数据保真项的选择和稀疏 变换函数的选择，重建算法则主要指基于贪婪算法以及L1、Lp或L0约束重 建。由于该模型没有闭解形式，主要采用迭代算法进行求解，计算量较大， 运算时间长，无法满足临床诊断的需要。目前，尚无磁共振厂商将压缩感知 重建方法集成在商用磁共振系统中。

在现有技术中上述三个阶段的磁共振系统中都是利用CPU服务器来进行 图像重建，由于目前的主流CPU的浮点运算能力只有100GFLOP/s，内存带宽 不足40GB/s，只有2～8个核，图像重建速度较慢，尤其对于稀疏采样的数据 和多线圈的并行采样重建速度更低；同时，利用CPU进行图像重建只针对自 家磁共振扫描端产生的数据进行重建，由于不同厂商采用不同的重建算法， 缺少统一标准，生产图像的质量也很难进行比较。且各厂商的重建算法均依 赖于自身平台，客户难以对现有重建算法进行扩充或改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磁共振成像快速重建系统及方法，以解决 现有技术中的磁共振系统利用CPU进行图像重建而重建速度慢、缺少统一标 准且难以进行重建算法改进的技术问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供一种磁共振成像快速重建系统，包括磁共振扫描端和扫描数 据接收端，所述磁共振扫描端用于将扫描生成的原始数据发送到扫描数据接 收端，所述扫描数据接收端包括：

数据转换模块：用于将磁共振扫描端生成的不同格式的原始数据转换为 一致的数据格式；

重建模块：用于通过转换后的数据在平台上基于GPU进行磁共振图像重 建。

本发明的技术方案还包括：所述磁共振扫描端对扫描数据的序列进行设 置；所述磁共振成像快速重建系统还包括数据传输模块，所述数据传输模块 用于接收磁共振扫描端发送的原始数据，将接收到的原始数据传送至数据转 换模块，并负责将重建模块的磁共振图像重建结果返回至磁共振扫描端进行 显示。

本发明的技术方案还包括：所述数据转换模块还包括：

参数信息提取单元：用于根据配置文件提取原始数据中的参数信息，其 中，不同厂商、不同序列的原始数据对应不同的配置文件；

k空间数据提取单元：用于提取原始数据中的k空间数据；