[发明专利]一种基于vBM3d的磁共振图像重建方法

说明书

本发明公开了一种基于vBM3d的磁共振图像重建方法，包括以下步骤：1)采用磁共振线圈获取样本物体的k空间数据，对k空间数据进行重新排列，得到时间平均的k空间数据，并利用所述时间平均的k空间数据进行线圈灵敏度计算，得到灵敏度图；2)对k空间数据进行降采样，并依照采集时间顺序对k空间数据进行重新排列；3)利用步骤2)中获得的降采样的k空间数据和步骤1)中获得的灵敏度图作为基于vBM3d的SENSE动态磁共振图像重建模型的输入参数，进行磁共振图像重建。本发明解决了传统SENSE重建磁共振图像在高倍降采样时图像质量差的问题，重建图像质量高，应用范围广。

技术领域

本发明涉及磁共振图像重建领域，具体地说是一种基于vBM3d的磁共振图像重建方法。

背景技术

磁共振成像具有软组织分辨率高，成像参数丰富，且无电离辐射，是目前临床的一种常规检查手段。磁共振成像的主要缺点是数据采集时间较长，因而导致成像速度较慢。

高时空间分辨率动态MRI成像具有重要的临床诊疗价值。在MRI动态成像过程中，时间分辨率和空间分辨率不能同时获得最优，当加速因子(reduction factor)增大时，由于噪声放大且存在欠采样伪影，图像质量将迅速下降。

多通道采集技术与并行成像算法的出现，使得磁共振成像速度大大加快。临床上常用的并行成像方法包括SENSE(sensitivity encoding)、GRAPPA(generalizedautocalibrating partially parallel acquisitions)以及基于这两种方法的改进技术等。并行成像是目前磁共振临床上应用范围最广，也是最成熟的快速成像方法。并行成像利用线圈的空间敏感度信息来恢复欠采样的数据，它有其自身的局限性。首先，并行成像的最大加速倍数受线圈数目的约束，这是由并行成像的原理决定的。其次，在高倍欠采的情况下，并行成像技术很容易放大噪声，从而使结果中的g-factor(几何因子)过大，导致最后重建的结果残差大，图像质量差。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有并行成像技术SENSE在高倍加速采样情况下重建磁共振图像质量差的问题，提出了一种成像质量高的基于vBM3d的磁共振图像重建方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种基于vBM3d的磁共振图像重建方法，包括以下步骤：

1)采用磁共振线圈获取样本物体的k空间数据，对k空间数据进行重新排列，得到时间平均的k空间数据，并利用所述时间平均的k空间数据进行线圈灵敏度计算，得到灵敏度图；

2)对k空间数据进行降采样，并依照采集时间顺序对k空间数据进行重新排列；

3)利用步骤2)中获得的降采样的k空间数据和步骤1)中获得的灵敏度图作为基于vBM3d的SENSE动态磁共振图像重建模型的输入参数，进行磁共振图像重建。

本发明提出的磁共振图像重建方法是传统SENSE方法在动态磁共振成像上的改进，具体而言，是在SENSE图像重建中引入video block matching(动态视频块匹配)模型，并在图像重建模型中用凸集投影方法(Projection onto Convex，POCS)进行求解，因此本方法简称为vBM3d-POCS-SENSE。

采用以上方法，本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)重建图像去噪效果好，充分利用了vBM3d去噪模型的优点，相比传统的SENSE和iGRASP方法，本发明具有更高的精确度，具体表现为具有更低的标准均方根误差(Normalized root-mean-square-error，NRMSE)，更高的峰值信噪比(PSNR)和更好的结构相似性(SSIM)；(2)应用范围广，可以用于人体心脏成像、肝脏成像等，也可用于小动物成像，主要用于动态磁共振成像，也可用于静态磁共振成像；(3)可用于不同通道数量阵列的线圈，只要是基于SENSE等并行成像的多通道线圈阵列均可，从2到128线圈阵列不等，提高了重建后的磁共振图像质量。