CN110031786B - 磁共振图像重建方法、磁共振成像方法、设备及介质 - Google Patents

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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、磁共振成像方法、设备及介质，所述磁共振图像重建方法包括：获取目标部位的主成像数据和辅助数据；将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像。本发明实施例提供的磁共振图像重建方法通过训练完备的辅助成像数据模型生成用于辅助成像的辅助成像数据，根据主成像数据和辅助成像数据获得重建图像，降低了对主成像数据的要求，进而缩短了为获取主成像数据的扫描时间，提高了磁共振成像的时间效率。

Description

磁共振图像重建方法、磁共振成像方法、设备及介质
技术领域
本发明实施例涉及医学成像领域，尤其涉及一种磁共振图像重建方法、磁共振成像方法、设备及介质。
背景技术
磁共振成像是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像的一种影像技术。一台典型的磁共振成像系统包含如下部件：磁体，梯度线圈，射频发射线圈，射频接收线圈，以及信号处理和图像重建单元。人体中氢原子核自旋，可等效为一个小磁针。在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、部分逆主磁场方向，二者之差形成净磁化矢量。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，在射频接收线圈感应出电流信号，经信号处理和图像重建单元得到被成像的组织的图像。
磁共振信号在激发和采集过程中被饱和，但其恢复速度较慢，部分组织(如脑脊液等)的信号恢复时间长达数秒。为获得充足的信号强度以及所需要的对比度，采集磁共振信号数据之后，需要一段等待时间，使信号恢复。如此反复，直到所有数据采集完成。因此，磁共振扫描过程中包括用于施加射频场或梯度场进行磁共振信号的采集的扫描期，以及不施加射频场或梯度场且不进行磁共振信号的采集的等待期。例如，在Single-Slab 3D FastSpin Echo成像中，每个重复时间内的等待期可长达60％以上，也就是说60％的时间处于空闲中；又如在PD加权的Single-Slab 3D FSE成像中，等待时间甚至高达80％以上；又如在使用反转恢复(Inversion Recovery)的扫描中，空闲的等待期可以长达几百ms到几秒；又如在腹部成像，或者心脏成像中，由于运动导致的位置失配，有大约50％左右的时间属于等待期。由此可见，现有的磁共振扫描过程中，等待期的存在导致磁共振成像的时间效率低。
发明内容
本发明实施例提供了一种磁共振图像重建方法、磁共振成像方法、设备及介质，以实现提高磁共振成像的时间效率。
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：
获取目标部位的主成像数据和辅助数据；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像。
第二方面，本发明实施例还提供了一种磁共振成像方法，包括：
监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期；
在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据；
在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像。
第三方面，本发明实施例还提供了一种磁共振图像重建装置，包括：
原始数据获取模块，用于获取目标部位的主成像数据和辅助数据；
辅助成像数据模块，用于将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
重建图像生成模块，用于根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像。
第四方面，本发明实施例还提供了一种磁共振成像装置，包括：
扫描过程划分模块，用于监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期；
主成像数据模块，用于在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据；
辅助数据获取模块，用于在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据；
辅助成像数据模块，用于将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
重建图像获取模块，用于根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像。
第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的磁共振图像重建方法，和/或，实现如本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法。
第六方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的磁共振图像重建方法，和/或，实现如本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法。
本发明实施例通过获取目标部位的主成像数据和辅助数据；将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，通过训练完备的辅助成像数据模型生成用于辅助成像的辅助成像数据，根据主成像数据和辅助成像数据获得重建图像，降低了对主成像数据的要求，进而缩短了为获取主成像数据的扫描时间，提高了磁共振成像的时间效率。
附图说明
图1a是本发明实施例一所提供的一种磁共振图像重建方法的流程图；
图1b是本发明实施例一所提供的一种磁共振图像重建方法中的信号采集示意图；
图1c是本发明实施例一所提供的磁共振扫描过程成像期和等待期的确定方式示意图；
图2是本发明实施例二所提供的一种磁共振图像重建方法的流程图；
图3a是本发明实施例三所提供的一种磁共振成像方法的流程图；
图3b是本发明实施例三所提供的一种磁共振成像方法中磁共振扫描过程的示意图；
图4是本发明实施例四所提供的一种磁共振图像重建装置的结构示意图；
图5是本发明实施例五所提供的一种磁共振成像装置的结构示意图；
图6是本发明实施例六所提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1a是本发明实施例一所提供的一种磁共振图像重建方法的流程图。本实施例可适用于根据磁共振扫描数据重建时被检体目标部位时的情形。该方法可以由磁共振图像重建装置执行，该磁共振图像重建装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，例如，该磁共振图像重建装置可配置于计算机设备中。如图1a所示，所述方法包括：
S110、获取目标部位的主成像数据和辅助数据。
在本实施例中，目标部位可以为被检体的待扫描部位，例如：被检体可以是有生命的动物体、人体，待扫描部位可以头部、颈部、乳腺、四肢、腹部、心脏、肝脏或盆腔中的一种或多种的组合。进一步地，目标部位检测时会受到被检体自主运动的影响，自主运动的种类可包括呼吸运动、心脏运动、血管波动、胃肠蠕动等中的一种或多种的组合。目标部位的主成像数据可以为生成目标部位待重建成像的必需数据，目标部位的辅助数据可以为生成目标部位待重建成像的非必需数据。可以理解的是，若不采集主成像数据，则无法生成目标部位的待重建图像，但不采集辅助数据，仍然可以通过某些特定的方法获得目标部位待重建图像。
一般的，磁共振扫描过程包括成像期和等待期，为了充分利用磁共振成像的扫描过程，在磁共振成像的扫描过程中，可以在成像期和等待期均采集扫描数据，利用成像期和等待期所采集的扫描数据进行目标部位的图像重建。
在本发明的一些实施方式中，主成像数据和辅助数据可以分为如下类型：1)主成像数据为目标部位在预设状态下采集得到的，辅助数据为目标部位在非预设状态下采集得到的，即主成像数据受运动的影响小于辅助成像数据；2)主成像数据为目标部位激发得到的磁共振信号，辅助数据为受检体运动状态曲线；3)主成像数据为目标部位的病灶、体素等感兴区域，辅助数据可以是目标部位的轮廓信息、定位像信息等。需要说明的是，主成像数据为成像期所采集的扫描数据，辅助数据可以在成像期和/或等待期进行采集，可以根据辅助数据的数据类型确定辅助数据的采集时间。
在本发明的一种实施方式中，所述获取待成像区域的主成像数据和辅助数据，包括：
在所述成像期施加第一序列获得所述主成像数据，在所述等待期施加第二序列获得所述辅助数据。
在一些实施例中，第一序列可以是自由感应衰减序列(free induction decay，FID)、自旋回波序列(spin echo，SE)、梯度回波序列(gradient recalled echo，GRE)以及杂合序列(hybrid sequence)中的一种或多种的组合的成像序列。第二序列可以是导航回波(navigator echo)序列、定位像序列、快速定位扫描(scout)序列等。在其他实施例中，辅助数据可采用外接设备而非采用施加序列获得，外接设备例如可以是ECG(心电图)电极，其能够获得受检体的心动曲线；外接设备例如可以是指脉探测夹或指套，能够获得受检体的心动曲线；外接设备例如可以是弹性呼吸带、呼吸压力垫等压力探测传感器，能够获得受检体的呼吸运动曲线。
可选的，可以在成像期施加第一序列获得目标部位的主成像数据，在整个检测期间持续施加第二序列获得目标部位的辅助数据。其中，第一序列可根据扫描成像需求确定，第二序列可根据辅助数据的数据类型确定。示例性的，若扫描目标为获得目标部位的T2(横向驰豫时间)加权的快速自旋回波图像，可以将第一序列确定为快速自旋回波序列，将第二序列确定为梯度回波序列用作导航序列，即在检测期间施加快速自旋回波序列，采集在施加快速自旋回波序列后目标部位释放的磁共振信号作为目标部位的主成像数据，在施加梯度回波序列后得到的导航信号作为目标部位的辅助数据。例如，辅助数据可以是心脏运动曲线，该心脏运动曲线可划分为收缩期、舒张期，收缩期可以对应心脏运动的R波至T波期相，舒张期可对应心脏运动的T波末至P波中心期相，主成像数据可以是心脏运动曲线中对应舒张中末期的磁共振信号。再例如，辅助数据可以是呼吸运动曲线，该呼吸运动曲线可划分为吸气相、呼气相以及呼吸末期相，且呼气末期相的运动目标器官的磁共振信号受运动影响最小，该时期的信号可作为主成像数据。在本实施例中，使用采集到的辅助数据辅助图像重建能够进一步缩短所需主要数据的数量，从而缩短扫描时间，或进一步提高待重建图像的质量，如提高重建图像的信噪比，抑制重建图像中的伪影等。
图1b是本发明实施例一所提供的一种磁共振图像重建方法中的信号采集示意图，如图1b所示，交替施加自旋回波序列(或快速自旋回波序列)与梯度回波序列，进行主成像数据和辅助数据的采集。其中，自旋回波序列是指：施加一个激发脉冲，再施加一个回聚脉冲，配合相应的编码梯度，在回聚脉冲之后采集一个自旋回波信号，称为自旋回波序列的一个重复时间(Repetiton Time，TR)。单次施加的自旋回波序列可以包含一个TR，或者多个TR。快速自旋回波序列是指：施加一个激发脉冲，再施加多个回聚脉冲，配合相应的编码梯度，在每个回聚脉冲之后采集一个自旋回波信号，称为快速自旋回波序列的一个TR，单次施加的快速自旋回波序列可以包含一个TR，或者多个TR。梯度回波序列是指：施加一个激发脉冲，配合相应的编码梯度，采集一个信号，或者一串信号。重复上述脉冲施加过程，每施加一次激发脉冲称之为一个TR。
在本发明的一种实施方式中，磁共振扫描过程中成像期和等待期的确定方式包括：
监测检测对象的生理信号，根据所述受检者的生理信号确定所述磁共振扫描过程的成像期和等待期，所述成像期对应生理信号运动不大于预设的生理信号运动阈值的期相，所述等待期对应生理信号运动大于预设的生理信号运动阈值的期相。
在本实施例中，可以根据受检者的生理信号运动确定磁共振扫描过程的成像期和等待期，将受检者生理信号运动较小时的期相作为成像期，将受检者生理信号运动较大时的期相作为等待期。其中，生理信号可以为受检者的心脏运动信号、呼吸运动信号和/或血流搏动信号等。可以根据成像需求确定所监测的生理信号。示例性的，当目标部位为胸腔时，可以监测受检者的心脏运动信号，根据受检者的心脏运动信号大小确定磁共振扫描过程的成像期和等待期。当目标部位为肺部时，可以监测受检者的呼吸运动信号，根据受检者的呼吸运动信号大小确定磁共振扫描过程的成像期和等待期。当目标部位为血管时，可以监测受检者的血流搏动信号，根据受检者的血流搏动信号大小确定磁共振扫描过程的成像期和等待期。根据受检者的生理信号运动确定成像期和等待期，能够使成像期所采集的主成像数据更符合重建图像的需求，提高了基于主成像数据重建出的重建图像的图像质量。
可选的，生理信号运动较小或生理信号运动较大可以根据预设的生理信号运动阈值确定。当生理信号运动不大于预设的生理信号运动阈值时，判定生理信号运动较小，当生理信号运动大于预设的生理信号运动阈值时，判定生理信号运动较大。其中，预设的生理信号运动阈值可以根据所监测的生理信号确定，可选的，可以分别设置心脏运动信号阈值、呼吸运动信号阈值以及血流搏动信号阈值。
示例性的，当对受检者的心脏运动信号进行监测时，根据预设的心脏运动信号阈值判断心脏是否处于舒张期，将舒张期时对应的期相作为成像期，将收缩期时对应的期相作为等待期。当对受检者的呼吸运动信号进行监测时，根据预设的呼吸运动信号阈值判断呼吸运动为吸气或呼气，将吸气区间对应的期相作为等待期，将呼气区间对应的期相作为成像期。图1c是本发明实施例一所提供的磁共振扫描过程成像期和等待期的确定方式示意图。如图1c所示，监测受检者的腹部呼吸运动曲线，根据腹部呼吸运动曲线确定受检者的吸气区间和呼气区间，将受检者的吸气区间设置为磁共振扫描的等待期，将受检者的呼吸区间设置为磁共振扫描的成像期。
S120、将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据。
在本实施例中，通过机器学习算法将采集的辅助数据进行学习，得到可以用于辅助图像重建的辅助成像数据。具体的，将辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得辅助成像数据模型输出的辅助成像数据。可选的，辅助成像数据模型是基于神经网络构建的。神经网络是基于人工神经网络(Artificial Neural Network，即ANN)构建的模块。人工神经网络由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数，称为激励函数(activation function)。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值，称之为权重。神经网络包含数据输入层，中间隐藏层，数据输出层。在本实施例中，神经网络可以为卷积神经网络(Convoltional Neural Networks,CNN)、生成对抗网络Generative Adversarial Networks，GAN)或者其他形式的神经网络模型。
可选的，可以根据辅助成像数据的数据类型设置各数据类型对应的辅助成像数据模型。在本发明的一种实施方式中，所述辅助成像数据包括射频线圈的接收灵敏度分布、图像的组织边界信息、K空间高频成分中的至少一种。其中，K空间高频成分为K空间的边缘成分。可选的，所述辅助成像数据模型包括灵敏度分布模型、组织边界模型、K空间高频模型中的至少一种。当辅助成像数据为射频线圈的接收灵敏度分布时，使用训练完备的灵敏度分布模型根据采集的辅助数据获得辅助成像数据；当辅助成像数据为图像的组织边界信息时，使用训练完备的组织边界模型根据采集的辅助数据获得辅助成像数据；当辅助成像数据为K空间高频成分时，使用训练完备的K空间高频模型根据采集的辅助数据获得辅助成像数据。
在上述方案的基础上，还包括：
获取样本辅助数据以及所述样本辅助数据对应的样本辅助成像数据，基于所述样本辅助数据以及所述样本辅助成像数据生成第一训练样本集；
使用所述第一训练样本集对预先构建的辅助成像数据模型进行训练，得到训练完备的辅助成像数据模型。
可选的，可以获取历史磁共振扫描的辅助数据以及对应的辅助成像数据作为样本辅助数据以及样本辅助成像数据，基于样本辅助数据以及与样本辅助数据对应的样本辅助成像数据生成样本对，多个样本对构成第一训练样本集，使用第一训练样本集对预先构建的辅助成像数据模型进行训练，得到训练完备的辅助成像数据模型。
在本实施例中，可以根据不同的辅助成像数据模型获取不同的样本数据。示例性的，可以获取样本辅助数据以及与样本辅助数据对应的射频线圈的接收灵敏度分布作为样本数据，基于样本辅助数据以及与样本辅助数据对应的射频线圈的接收灵敏度分布生成灵敏度分布样本对，将多个灵敏度分布样本对构成灵敏度分布训练样本集，使用灵敏度分布训练样本集对预先构建的灵敏度分布模型进行训练，得到训练完备的灵敏度分布模型。可以理解的是，可以使用类似的方式得到训练完备的组织边界模型以及训练完备的K空间高频模型。
S130、根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像。
根据采集的辅助数据获得辅助成像数据后，根据目标部位的主成像数据和辅助成像数据获得重建图像。在本实施例中，可以根据预先设定的图像重建算法根据主成像数据和辅助成像数据重建出重建图像，也可以根据训练完备的图像重建模型由主成像数据和辅助成像数据获得重建图像。
在本发明的一种实施方式中，所述目标部位包括第一区域和第二区域，所述目标部位随生理周期运动大于预设的生理周期运动阈值的部分分布在所述第一区域，所述目标部位随生理周期运动不大于预设的生理周期运动阈值的部分分布在所述第二区域，所述根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，包括：
将所述主成像数据和所述辅助成像数据进行融合，以获取重建图像。
在本实施例中，待重建的目标部位包括第一区域和第二区域，其中目标部位中生理周期运动较大的部分分布在第一区域，生理周期运动较小的部分分布在第二区域。可选的，生理周期运动较大或生理周期运动较小可以根据预设的生理周期运动阈值确定。当生理周期运动大于预设的生理周期运动阈值时，判定生理周期运动较大，当生理周期运动不大于预设的生理信号运动阈值时，判定生理周期运动较小。其中，预设的生理周期运动阈值可以根据实际需求设置。
示例性的，当目标部位为血管时，可以根据血流信号确定目标部位中的第一区域和第二区域，将血管设置为第一区域，将血管以外的生理周期运动较小的区域设置为第二区域，在成像期施加适用于采集动态信号的序列采集第一区域的磁共振数据作为主成像数据，在等待期施加适用于采集静态信号的序列采集第二区域的磁共振数据作为辅助数据。通过施加不同序列采集目标部位中第一区域和第二区域的成像数据，使得所施加的序列更加适用于所采集的部位特征，使得采集的数据更加准确，进而基于采集数据的重建图像质量更好。
在本实施例中，将主成像数据和辅助成像数据进行融合可以为将主成像数据对应的主图像域与辅助成像数据对应的辅图像域进行融合，也可以为将主成像数据对应的K空间与辅助成像数据对应的K空间进行融合。
在一个实施例中，可以将能够对目标部位的中央区域成像的主成像数据和能够对边缘区域成像的辅助成像数据组合为一幅重建图像。具体地，可以从主成像数据中重建第一图像并且从辅助成像数据中重建第二图像，将第一图像和第二图像组合重建出目标部位的重建图像。示例性的，生理周期运动较大的组织相应的像素或体素可以从由第一图像中获得，生理周期运动较少的组织相应的像素或体素可以从由第二图像中获得。
在一个实施例中，可以根据主成像数据和辅助成像数据分别生成第一K空间和第二K空间，根据第一K空间和第二K空间获得重建图像。
在一个实施例中，所述根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，包括：将所述主成像数据和所述辅助成像数据输入至训练完备的图像重建模型中，获得所述图像重建模型输出的重建图像。
可选的，可以通过机器学习算法将主成像数据和辅助成像数据进行学习，得到重建图像。具体的，将主成像数据和辅助成像数据输入至训练完备的图像重建模型中，获得图像重建模型输出的重建图像。可以理解的是，可以根据辅助成像数据的数据类型设置各数据类型对应的图像重建模型。示例性的，图像重建模型包括灵敏度图像重建模型、组织边界图像重建模型、K空间高频图像重建模型中的至少一种。
在上述方案的基础上，还包括：
获取样本主成像数据、样本辅助成像数据以及所述样本主成像数据和样本辅助成像数据对应的样本重建图像，基于所述获取样本主成像数据、样本辅助成像数据以及样本重建图像生成第二训练样本集；
使用所述第二训练样本集对预先构建的图像重建模型进行训练，得到训练完备的图像重建模型。
可选的，可以获取历史主成像数据、历史辅助成像数据以及历史主成像数据和历史辅助成像数据对应的历史重建图像，基于历史主成像数据、历史辅助成像数据以及历史重建图像生成样本对，多个样本对构成第二训练样本集，使用第二训练样本集对预先构建的图像重建模型进行训练，得到训练完备的图像重建模型。
在本实施例中，可以根据不同的辅助成像数据模型获取不同的样本数据。示例性的，可以获取样本主成像数据、样本射频线圈的接收灵敏度分布以及对应的样本重建图像作为样本数据，基于样本主成像数据、样本射频线圈的接收灵敏度分布以及对应的样本重建图像生成灵敏度图像重建样本对，将多个灵敏度图像重建样本对构成灵敏度图像重建训练样本集，使用灵敏度图像重建训练样本集对预先构建的灵敏度图像重建模型进行训练，得到训练完备的灵敏度图像重建模型。可以理解的是，可以使用类似的方式得到训练完备的组织边界图像重建模型以及训练完备的K空间高频图像重建模型。
本发明实施例通过获取目标部位的主成像数据和辅助数据；将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，通过训练完备的辅助成像数据模型生成用于辅助成像的辅助成像数据，根据主成像数据和辅助成像数据获得重建图像，降低了对主成像数据的要求，进而缩短了为获取主成像数据的扫描时间，提高了磁共振成像的时间效率。
实施例二
图2是本发明实施例二所提供的一种磁共振图像重建方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上进行进一步地优化。如图2所示，所述方法包括：
S210、获取目标部位的主成像数据和辅助数据。
S220、将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据。
S230、根据所述主成像数据确定第一K空间。
S240、根据所述辅助成像数据确定第二K空间。
K空间也称傅里叶空间，是带有空间定位编码信息的磁共振信号原始数据的填充空间。每一幅磁共振图像都有其相应的K空间数据。由于K空间的中心决定重建图像的对比度，因此K空间中心对图像的贡献最大，K空间的边缘影响重建图像的锐利度，对图像的贡献较中心贡献小，因此在本实施例中，将在成像期采集的数据填充在K空间中心，将在等待期采集的数据填充在K空间边缘，使得第一K空间可以仅采集中心数据，第二K空间可以仅采集边缘数据，从而节约了采集时间。在本实施例中，根据主成像数据填充得到第一K空间，根据辅助成像数据填充得到第二K空间，基于第一K空间和第二K空间获取用于图像重建的复合K空间。
S250、对所述第一K空间和第二K空间进行加权拟合，获取复合K空间。
确定第一K空间和第二K空间后，根据预设的拟合方式将第一K空间和第二K空间进行加权拟合，得到复合K空间，基于复合K空间进行目标区域的图像重建，得到目标区域的重建图像。将第一K空间和第二K空间进行加权拟合，能够充分利用主成像数据和辅助成像数据的优势，得到集合了主成像数据优势以及辅助成像数据优势的复合K空间，提高了基于复合K空间重建出的图像质量。
S260、重建所述复合K空间，以获取目标部位的重建图像。
在本实施例中，对复合K空间中的数据进行傅里叶变化，就能对K空间对应的数据中的空间定位编码信息进行解码，分解出不同频率、相位和幅度的磁共振信号。其中，不同的频率和相位表示不同的空间位置，幅度表示磁共振信号强度。将不同频率、相位及信号强度的磁共振数字信号分配到相应的像素中，即可目标部位的重建图像。
本发明实施例的技术方案，在上述实施例的基础上将根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像进行了具体化，通过根据所述主成像数据确定第一K空间，根据所述辅助成像数据确定第二K空间，对所述第一K空间和第二K空间进行加权拟合，获取复合K空间，重建所述复合K空间，以获取目标部位的重建图像，使得复合K空间中集合了主成像数据和辅助成像数据的优势，提高了重建图像的图像质量。
实施例三
图3a是本发明实施例三所提供的一种磁共振成像方法的流程图。本实施例可适用于根据磁共振扫描数据重建时被检体目标部位时的情形。该方法可以由磁共振图像重建装置执行，该磁共振图像重建装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，例如，该磁共振图像重建装置可配置于计算机设备中。如图3a所示，所述方法包括：
S310、监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期。
在本实施例中，检测目标部位的生理信号，目标部位的生理信号确定磁共振扫描过程中的成像期和等待期。可选的，更加具体的确定成像期和等待期的方式可参见上述实施例，在此不再赘述。图3b是本发明实施例三所提供的一种磁共振成像方法中磁共振扫描过程的示意图。如图3b所示，磁共振扫描过程可以划分为如实例1中所示的等待期和成像期，也可以划分为如实例2中所示的成像期和等待期，或划分为如实例3中所示的多组相邻的成像期和等待期。
S320、在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据。
S330、在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据。
在确定磁共振扫描过程的等待期和成像期后，根据图像重建需求确定成像期施加的第一序列和等待期施加的第二序列，在成像期向目标部位的局部区域或全部区域施加第一序列，获取主成像数据，在等待期向目标部位的局部区域或全部区域施加第二序列，获取辅助数据。
S340、将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据。
S350、根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像。
在本实施例中，根据训练完备的辅助成像数据模型获得辅助数据对应的辅助成像数据，并基于主成像数据和辅助成像数据获取目标部位的重建图像。其中，根据辅助数据获得辅助成像数据的更加详细的方式以及根据主成像数据和辅助成像数据获取重建图像的具体方式可参见上述实施例，在此不再赘述。
本发明实施例通过监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期，在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据，在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据，将所述辅助数据输入至训练完备的辅助数据生成模型中，获得所述辅助数据生成模型输出的辅助成像数据，根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像，充分利用了磁共振成像的等待期，通过等待期采集的辅助数据降低了对主成像数据的要求，进而缩短了为获取主成像数据的扫描时间，提高了磁共振成像的时间效率。
实施例四
图4是本发明实施例四所提供的一种磁共振图像重建装置的结构示意图。该磁共振图像重建装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，例如该磁共振图像重建装置可以配置于计算机设备中。如图4所示，所述装置包括原始数据获取模块410、辅助成像数据模块420和重建图像生成模块430，其中：
原始数据获取模块410，用于获取目标部位的主成像数据和辅助数据；
辅助成像数据模块420，用于将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
重建图像生成模块430，用于根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像。
本发明实施例通过原始数据获取模块获取目标部位的主成像数据和辅助数据；辅助成像数据模块将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；重建图像生成模块根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，通过训练完备的辅助成像数据模型生成用于辅助成像的辅助成像数据，根据主成像数据和辅助成像数据获得重建图像，降低了对主成像数据的要求，进而缩短了为获取主成像数据的扫描时间，提高了磁共振成像的时间效率。
在上述方案的基础上，磁共振扫描过程包括成像期和等待期，所述原始数据获取模块410具体用于：
在所述成像期施加第一序列获得所述主成像数据，在所述等待期施加第二序列获得所述辅助数据。
在上述方案的基础上，所述装置还包括：
扫描过程确定模块，用于监测检测对象的生理信号，根据受检者的生理信号确定所述磁共振扫描过程的成像期和等待期，所述成像期对应生理信号运动不大于预设的生理信号运动阈值的期相，所述等待期对应生理信号运动大于预设的生理信号运动阈值的期相。
在上述方案的基础上，所述重建图像生成模块430具体用于：
根据所述主成像数据确定第一K空间；
根据所述辅助成像数据确定第二K空间；
对所述第一K空间和第二K空间进行加权拟合，获取复合K空间；
重建所述复合K空间，以获取目标部位的重建图像。
在上述方案的基础上，所述目标部位包括第一区域和第二区域，所述目标部位随生理周期运动大于预设的生理周期运动阈值的部分分布在所述第一区域，所述待扫描部位随生理周期运动不大于预设的生理周期运动阈值的部分分布在所述第二区域，所述重建图像生成模块430具体用于：
将所述主成像数据和所述辅助成像数据进行融合，以获取重建图像。
在上述方案的基础上，所述重建图像生成模块430具体用于：
将所述主成像数据和所述辅助成像数据输入至训练完备的图像重建模型中，获得所述图像重建模型输出的重建图像。
在上述方案的基础上，所述辅助成像数据包括射频线圈的接收灵敏度分布、图像的组织边界信息、K空间高频成分中的至少一种。
本发明实施例所提供的磁共振图像重建装置可执行任意实施例所提供的磁共振图像重建方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5是本发明实施例五所提供的一种磁共振成像装置的结构示意图。该磁共振成像装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，例如该磁共振成像装置可以配置于计算机设备中。如图5所示，所述装置包括扫描过程划分模块510、主成像数据模块520、辅助数据获取模块530、辅助成像数据模块540和重建图像获取模块550，其中：
扫描过程划分模块510，用于监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期；
主成像数据模块520，用于在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据；
辅助数据获取模块530，用于在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据；
辅助成像数据模块540，用于将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
重建图像获取模块550，用于根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像。
本发明实施例通过扫描过程划分模块监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期，主成像数据模块在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据，辅助数据获取模块在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据，辅助成像数据模块将所述辅助数据输入至训练完备的辅助数据生成模型中，获得所述辅助数据生成模型输出的辅助成像数据，重建图像获取模块根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像，充分利用了磁共振成像的等待期，通过等待期采集的辅助数据降低了对主成像数据的要求，进而缩短了为获取主成像数据的扫描时间，提高了磁共振成像的时间效率。
本发明实施例所提供的磁共振成像装置可执行任意实施例所提供的磁共振成像方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例六
图6是本发明实施例六所提供的计算机设备的结构示意图。图6示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备612的框图。图6显示的计算机设备612仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，计算机设备612以通用计算设备的形式表现。计算机设备612的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器616，系统存储器628，连接不同系统组件(包括系统存储器628和处理器616)的总线618。
总线618表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器616或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备612典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备612访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器628可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)630和/或高速缓存存储器632。计算机设备612可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储装置634可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线618相连。存储器628可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块642的程序/实用工具640，可以存储在例如存储器628中，这样的程序模块642包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块642通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备612也可以与一个或多个外部设备614(例如键盘、指向设备、显示器624等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备612交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备612能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口622进行。并且，计算机设备612还可以通过网络适配器620与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器620通过总线618与计算机设备612的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备612使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器616通过运行存储在系统存储器628中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的磁共振图像重建方法，该方法包括：
获取目标部位的主成像数据和辅助数据；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像。
和/或，实现本发明实施例所提供的磁共振成像方法，该方法包括：
监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期；
在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据；
在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像。
当然，本领域技术人员可以理解，处理器还可以实现本发明任意实施例所提供的磁共振图像重建方法和/或磁共振成像方法的技术方案。
实施例七
本发明实施例七还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的磁共振图像重建方法，该方法包括：
获取目标部位的主成像数据和辅助数据；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像。
和/或，实现本发明实施例所提供的磁共振成像方法，该方法包括：
监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期；
在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据；
在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助成像数据模型中，获得所述辅助成像数据模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像。
当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序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和/或磁共振成像方法中的相关操作。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
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 (8)

1.一种磁共振图像重建方法，其特征在于，包括：
获取目标部位的主成像数据和辅助数据，所述辅助数据包括运动状态曲线、目标部位的轮廓信息或定位像信息、目标部位在非预设状态下采集的成像数据的至少一种；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助数据生成模型中，获得所述辅助数据生成模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像；
其中，磁共振扫描过程包括成像期和等待期，所述获取目标部位的主成像数据和辅助数据，包括：
在所述成像期施加第一序列获得所述主成像数据，在所述等待期施加第二序列获得所述辅助数据；
所述成像期和所述等待期通过如下方式确定：
监测检测对象的生理信号，根据受检者的生理信号确定所述磁共振扫描过程的成像期和等待期，所述成像期对应生理信号运动不大于预设的生理信号运动阈值的期相，所述等待期对应生理信号运动大于预设的生理信号运动阈值的期相。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，包括：
根据所述主成像数据确定第一K空间；
根据所述辅助成像数据确定第二K空间；
对所述第一K空间和第二K空间进行加权拟合，获取复合K空间；
重建所述复合K空间，以获取目标部位的重建图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标部位包括第一区域和第二区域，所述目标部位随生理周期运动大于预设的生理周期运动阈值的部分分布在所述第一区域，所述目标部位随生理周期运动不大于预设的生理周期运动阈值的部分分布在所述第二区域，所述根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，包括：
将所述主成像数据和所述辅助成像数据进行融合，以获取重建图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述主成像数据和所述辅助成像数据生成重建图像，包括：
将所述主成像数据和所述辅助成像数据输入至训练完备的图像重建模型中，获得所述图像重建模型输出的重建图像。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述辅助成像数据包括射频线圈的接收灵敏度分布、图像的组织边界信息、K空间高频成分中的至少一种。
6.一种磁共振成像方法，其特征在于，包括：
监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期；
在所述成像期向所述目标部位的局部或全部施加第一序列，以获取主成像数据；
在所述等待期向所述目标部位的局部或全部施加第二序列，以获取辅助数据，所述辅助数据包括运动状态曲线、目标部位的轮廓信息或定位像信息、目标部位在非预设状态下采集的成像数据的至少一种；
将所述辅助数据输入至训练完备的辅助数据生成模型中，获得所述辅助数据生成模型输出的辅助成像数据；
根据所述主成像数据和辅助成像数据，获取重建图像；
其中，监测目标部位的生理信号，并根据所述生理信号将扫描过程划分为至少一组相邻的成像期和等待期；包括：
监测检测对象的生理信号，根据受检者的生理信号确定所述磁共振扫描过程的成像期和等待期，所述成像期对应生理信号运动不大于预设的生理信号运动阈值的期相，所述等待期对应生理信号运动大于预设的生理信号运动阈值的期相。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的磁共振图像重建方法，和/或，实现权利要求6所述的磁共振成像方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的磁共振图像重建方法，和/或，实现权利要求6所述的磁共振成像方法。
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