磁共振图像的重建方法、系统、设备及介质

本发明涉及图像重建，特别是涉及磁共振图像的重建方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

2、磁共振成像(mri)是疾病诊断和治疗规划中最常用的成像技术之一。作为一种无创、无辐射、体内成像的方式，mri提供了比许多其他成像技术更好的软组织对比度，并提供了对解剖和功能信号的精确测量。然而，由于需要对完整的k-空间进行采样，特别是在需要长回波时间(te)和重复时间(tr)的多重协议下，其长时间采集可能导致在采集过程中由于患者或生理运动引起的重建图像中的重要伪影，例如心动和呼吸运动。为此，在实际应用中迫切需要利用有限的测量数据重建高质量的mc图像，以减少扫描时间。但是现有的磁共振快速成像方法还存在一些不足：

3、1、传统压缩感知方法加快成像的速率小，加速因子被限制在2到3，如果提高欠采样率则会导致重建中细节丢失和不必要的伪影。

4、2、由于mri图像是通过从k-空间中采样并转换到图像域生成的，这个过程中会丢失一些信息，现有大多数方法侧重在图像域恢复mri图像不利用k-空间信息，难免重建图像中存在混叠。

5、3、当对采样时间长的协议进行欠采样图像重建时，随着加速倍数增加，越来越多混叠和伪影，造成重建效果不理想。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了磁共振图像的重建方法、系统、设备及介质；对图像通过图像域和k-空间域交替优化策略实现不同采样模式下欠采样mri的重建。

2、一方面，提供了磁共振图像的重建方法，包括：

3、构建训练集；其中，训练集包括：目标模态的全采样磁共振图像、目标模态的欠采样磁共振图像、参考模态的全采样磁共振图像，其中目标模态的全采样磁共振图像和目标模态的欠采样磁共振图像的对比度均为第一对比度，参考模态的全采样磁共振图像的对比度为第二对比度；

4、采用训练集对图像重建模型进行训练，将目标模态的欠采样磁共振图像和参考模态的全采样磁共振图像，均作为模型的输入值，将目标模态的全采样磁共振图像作为模型的输出值，得到训练后的图像重建模型；

5、获取待重建的磁共振图像，将待重建的磁共振图像，输入到训练后的图像重建模型中，输出重建后的图像。

6、另一方面，提供了磁共振图像的重建系统，包括：

7、训练集构建模块，其被配置为：构建训练集；其中，训练集包括：目标模态的全采样磁共振图像、目标模态的欠采样磁共振图像、参考模态的全采样磁共振图像，其中目标模态的全采样磁共振图像和目标模态的欠采样磁共振图像的对比度均为第一对比度，参考模态的全采样磁共振图像的对比度为第二对比度；

8、训练模块，其被配置为：采用训练集对图像重建模型进行训练，将目标模态的欠采样磁共振图像和参考模态的全采样磁共振图像，均作为模型的输入值，将目标模态的全采样磁共振图像作为模型的输出值，得到训练后的图像重建模型；

9、重建模块，其被配置为：获取待重建的磁共振图像，将待重建的磁共振图像，输入到训练后的图像重建模型中，输出重建后的图像。

10、再一方面，还提供了一种电子设备，包括：

11、存储器，用于非暂时性存储计算机可读指令；以及

12、处理器，用于运行所述计算机可读指令，

13、其中，所述计算机可读指令被所述处理器运行时，执行上述第一方面所述的方法。

14、再一方面，还提供了一种存储介质，非暂时性存储计算机可读指令，其中，当非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行第一方面所述方法的指令。

15、再一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行的时候用于实现上述第一方面所述的方法。

16、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

17、1、针对加速倍数增加，重建细节丢失的问题。本发明利用深度学习方法，采用注意力机制和卷积对图像不同范围内像素信息并行建模实现mri快速成像，在比较高的加速因子和多种采样模式情况下，恢复更多的图像细节。

18、2、针对只在图像域恢复图像的不足。本发明提出在图像域和k-空间域交替恢复图像，循环多次，并且针对图像域重建和k-空间重建设置了损失函数。

19、3、加速倍数增加会造成输入图像存在严重的混叠和伪影，导致模型对图像的重建难度增加。考虑到同一采样者的多模态mri图像具有相似的结构信息，本发明将较短采样时间的图像作为参考图像辅助较长采样时间的模态的重建。

技术特征：

1.磁共振图像的重建方法，其特征是，包括：

2.如权利要求1所述的磁共振图像的重建方法，其特征是，所述构建训练集，包括：

3.如权利要求1所述的磁共振图像的重建方法，其特征是，采用训练集对图像重建模型进行训练，具体包括：

4.如权利要求1所述的磁共振图像的重建方法，其特征是，所述图像重建模型，包括：

5.如权利要求4所述的磁共振图像的重建方法，其特征是，所述第一数据一致性层，包括：

6.如权利要求4所述的磁共振图像的重建方法，其特征是，所述图像域重建模块和k空间重建模块的内部结构是一样的，所述图像域重建模块，包括：

7.如权利要求6所述的磁共振图像的重建方法，其特征是，锚注意力机制层，是将图像分成若干个水平方向的举行，在每个矩形范围内实施注意力机制；基于移动窗口的自注意力机制层，是将图像分成若干个窗口，在每个窗口内部施加注意力机制；通道注意力模块，是通过卷积层调整不同通道的特征映射的权重。

8.磁共振图像的重建系统，其特征是，包括：

9.一种电子设备，其特征是，包括：

10.一种存储介质，其特征是，非暂时性存储计算机可读指令，其中，当非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行权利要求1-7任一项所述方法的指令。

技术总结
本发明公开了磁共振图像的重建方法、系统、设备及介质，所述方法，包括：构建训练集；其中，训练集包括：目标模态的全采样磁共振图像、目标模态的欠采样磁共振图像、参考模态的全采样磁共振图像，其中目标模态的全采样磁共振图像和目标模态的欠采样磁共振图像的对比度均为第一对比度，参考模态的全采样磁共振图像的对比度为第二对比度；采用训练集对图像重建模型进行训练，将目标模态的欠采样磁共振图像和参考模态的全采样磁共振图像，均作为模型的输入值，将目标模态的全采样磁共振图像作为模型的输出值，得到训练后的图像重建模型；获取待重建的磁共振图像，将待重建的磁共振图像，输入到训练后的图像重建模型中，输出重建后的图像。

技术研发人员：吕骏,赵训康
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5