CN118034598A - 数据存储方法、装置和计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种数据存储方法、装置和计算机设备。该方法包括：获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据；为多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；第二内存区域的容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致；将目标磁共振信号对应的空间数据存储在第一内存区域，将其他的磁共振信号对应的空间数据存储在第二内存区域。采用该方法，在进行径向扫描或螺旋扫描时，按照磁共振信号的有效空间数据的体数据量为部分磁共振信号分配对应的内存空间；相比于传统的分配包含球体在内的立方体内存空间而言，能够减少对内存空间的浪费，从而减小内存消耗。

Description

数据存储方法、装置和计算机设备

技术领域

本申请涉及磁共振技术领域，特别是涉及一种数据存储方法、装置和计算机设备。

背景技术

磁共振成像过程中，会先将探测器采集到的K空间数据存储在内存中，后续将基于内存中所存储的K空间数据进行图像重建。由于磁共振重建所需的数据维度较高，重建所消耗的内存会随着数据维度以及分辨率的增高而上升。

传统地，针对径向或者螺旋填充方式，在对多个回波的数据进行交叉采集的情况下，每次采集多个回波的一部分K空间数据；因此，在存储多个回波的K空间数据时，就需要针对每个回波分别分配内存空间。

然而，传统的数据存储方式会造成内存空间的浪费，导致内存消耗较大。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够优化内存空间，避免内存空间浪费的数据存储方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

第一方面，本申请提供了一种数据存储方法，包括：

获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据；

为多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；第二内存区域的容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致；

将目标磁共振信号对应的空间数据存储在第一内存区域，将其他磁共振信号对应的空间数据存储在第二内存区域。

在其中一个实施例中，为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域，包括：

根据磁共振扫描的预设参数，确定磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量；

为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致的第二内存区域。

在其中一个实施例中，根据磁共振扫描的预设参数，确定磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量，包括：

根据磁共振扫描的预设参数，确定有效空间数据对应的有效空间区域；

确定有效空间数据对应的有效空间区域内所包含的体数据量。

在其中一个实施例中，根据磁共振扫描的预设参数，确定有效空间数据对应的有效空间区域，包括：

根据磁共振扫描的第一预设参数，确定有效空间数据对应的三维立体边界区域；

根据磁共振扫描的第二预设参数，确定有效空间数据对应的球形边界区域；

将三维立体边界区域与球形边界区域的相交区域，确定为有效空间区域。

在其中一个实施例中，根据磁共振扫描的第一预设参数，确定有效空间数据对应的三维立体边界区域，包括：

根据磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定有效空间数据对应的初始三维立体边界区域；

根据磁共振扫描的卷积窗以及长度、宽度和高度，确定有效空间数据对应的插值三维立体边界区域；

将初始三维立体边界区域与插值三维立体边界区域的相交区域，确定为三维立体边界区域。

在其中一个实施例中，根据磁共振扫描的第二预设参数，确定有效空间数据对应的球形边界区域，包括：

根据磁共振扫描的梯度涡流校正参数以及磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定磁共振扫描的不有效采样对应的第一球半径；

根据磁共振扫描的梯度延时参数以及长度、宽度和高度，确定磁共振扫描的有效采样对应的第二球半径；

根据第一球半径、第二球半径、磁共振扫描的卷积窗和滤波等级，确定有效空间数据对应的球形边界区域。

在其中一个实施例中，该方法还包括：

基于第一内存区域所存储的空间数据进行图像重建，得到目标磁共振信号对应的重建图像；

将第二内存区域所存储的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，得到其他磁共振信号对应的重建图像。

在其中一个实施例中，将第二内存区域所存储的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，得到其他磁共振信号对应的重建图像，包括：

确定第一内存区域与第二内存区域之间的位置映射关系；

基于位置映射关系，将第二内存区域所存储的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，得到其他磁共振信号对应的重建图像。

第二方面，本申请还提供了一种数据存储装置，包括：

获取模块，用于获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据；

分配模块，用于为多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；第二内存区域的容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致；

存储模块，用于将目标磁共振信号对应的空间数据存储在第一内存区域，将其他磁共振信号对应的空间数据存储在第二内存区域。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中的数据存储方法的步骤。

第四方面，本申请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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中的数据存储方法的步骤。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中的数据存储方法的步骤。

上述数据存储方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据；并为多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；接着，将目标磁共振信号对应的空间数据存储在第一内存区域，将其他磁共振信号对应的空间数据存储在第二内存区域；其中，第二内存区域的容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致。也就是说，采用本申请实施例提出的数据存储方法，在进行径向扫描或者螺旋扫描时，按照磁共振信号的有效空间数据的体数据量为部分磁共振信号分配对应的内存空间；相比于传统的对每个磁共振信号均分配能够包含球体在内的立方体内存空间而言，能够减少对内存空间的浪费，从而减小内存消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中数据存储方法的应用环境图；

图2为一个实施例中数据存储方法的流程示意图；

图3为另一个实施例中数据存储方法的流程示意图；

图4为另一个实施例中数据存储方法的流程示意图；

图5为一个实施例中有效空间区域的结构示意图；

图6(a)为采用传统内存分配方案的数据存储示意图；

图6(b)为采用本申请的内存优化方案的数据存储示意图；

图7为一个实施例中有效边界区域的确定流程示意图；

图8为一个实施例中数据存储和重建的数据流传递示意图；

图9为一个实施例中数据存储装置的结构框图；

图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

通常情况下，磁共振重建计算所涉及到的数据维度高达16维，而重建所消耗的内存会随着数据维度以及分辨率的增高而上升。另外，重建过程是流水线模式运作，即同一时刻会存在多个扫描所对应的重建任务在执行，这些重建任务会共同占用计算机的固定内存资源，当所需内存过大时，则可能需要排队等待其它重建任务完成计算，这种延后计算可能会造成很多问题，如需要进行打药测试的增强扫描等。

传统地，重建算法对内存资源的占用与重建所需的数据维度及各维度分辨率成正比，且同一维度的数据可能是交叉采集的；如针对K空间为径向或螺旋填充方式采样的扫描协议，一个回波数为3的K空间数据(每个回波各获得一个体数据)，并不是一次性的获得第一个回波的整体数据，再去依次采集后两个回波的体数据，而是每次轮流采集3个回波数据的一部分K空间。这种交叉采集的方式导致重建计算不能分开处理单个体数据，而是需要在重建启动时就申请所有维度数据的内存空间，即直接申请3个回波数据对应的内存空间。

然而，对于这种径向或螺旋填充方式，且有多个回波数据的情况下，所申请的3个回波数据对应的内存空间中，存在部分内存是未被填充数据的，造成了内存空间的浪费。

基于此，本申请实施例中结合了径向或螺旋填充方式的特点，提出了一种内存优化方法，使得完整K空间数据中的有效空间数据在内存中被完整存储的情况下，能够去除不必要的内存空间，避免内存空间浪费。

另外，由于重建过程是由多个算法计算单元模块组成，而收集K空间数据的算法隶属于其中一个模块，为了保证各模块的完整性及可维护性，合理的做法应当是只变动收集K空间数据的算法模块，而不影响到其它模块的正常运作；基于此，本申请还设计了重建过程中收集K空间数据的算法模块与其它模块之间的数据流传递方式，并增加多线程处理的数据转换单元；从而在保证其他模块不改动的情况下，实现对收集K空间数据的算法模块的改进；不仅能够优化内存空间，避免内存空间浪费，还能减少改动，提高重建系统的整体优化效率。

本申请实施例提供的数据存储方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，磁共振设备102在对目标对象进行扫描时，通过磁共振设备102中的信号采集模块采集透过目标对象的磁共振信号，并将所采集到的磁共振信号对应的空间数据存在在内存中；接着，根据内存中所存储的空间数据进行图像重建，得到磁共振图像。

需要说明的是，本申请实施例所提供的数据存储方法可以应用于磁共振设备，也可以应用于与磁共振设备通信连接的存储设备或者重建设备等；其中，在存储设备或重建设备中配置有内存，存储设备或重建设备可以将磁共振设备发送的磁共振信号的空间数据存储在各自的内存中。

在一个示例性的实施例中，如图2所示，提供了一种数据存储方法，以该方法应用于图1中的磁共振设备为例进行说明，包括以下步骤202至步骤206。

其中：

步骤202，获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据。

其中，磁共振信号可以包括磁共振扫描过程中的回波信号，磁共振信号对应的空间数据可以包括回波信号的K空间数据。

示例性地，在进行磁共振扫描时，可以采用不同的扫描协议对目标对象进行磁共振扫描，不同的扫描协议可以对应一个或多个回波信号；在存在多个回波信号的情况下，可以获取磁共振扫描过程中每个回波信号分别对应的K空间数据。

示例性地，在进行数据采集时，可以采用交叉采集方式，即一次采集每个回波信号的部分K空间数据，通过多次采集最终得到每个回波信号的完整K空间数据。因此，在一种实现方式中，本示例中所获取的磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据，可以包括多个磁共振信号对应的完整空间数据中的部分空间数据。其中，磁共振信号对应的空间数据为多维空间中的磁共振数据。

步骤204，为多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域。

其中，第二内存区域的容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致，有效空间数据可以定义为完整空间数据中存在磁共振数据的部分数据，而不包含完整空间数据中的无效背景空间内的数据。

示例性地，目标磁共振信号可以为多个磁共振信号中的任意一个磁共振信号，也可以为多个磁共振信号中按照预设顺序排序后的第一个磁共振信号；例如：在依次采集多个回波信号的情况下，该目标磁共振信号可以为采集到的第一个回波信号。

另外，由于磁共振信号的空间数据为多维空间中的磁共振数据，因此，该第一内存区域可以为按照磁共振信号对应的多维空间大小所确定出的多维内存区域，该第一内存区域中至少包含该多维空间大小对应的内存区域；其中，该第一内存区域可以为多维立体内存区域。

示例性地，以磁共振扫描协议为超短回波时间成像(ltrashort echo time，简称UTE)协议为例，UTE是一种K空间为径向填充方式采样的扫描序列，在线数据收集时会创建一个5维K空间数据(包括长X、宽Y、高Z、通道数CH及回波数E五个维度)。

假设UTE需要交叉采集三组回波信号的K空间数据E1、E2和E3，每组回波信号的K空间数据都拥有X×Y×Z×CH大小的体数据；其中，X＝Y＝Z。径向采样会收集多条围绕K空间原点旋转的同心线数据(即组成有效K空间数据)，每次采一条线数据(一条线数据包含多个通道CH)，最后组合成CH个3D球形K空间数据。不同回波信号交叉采集径向线数据。

在传统的K空间内存使用方案中，会在重建进程启动时创建一个大小为X×Y×Z×CH×n的内存空间，其中，n为回波个数，如n＝3。一个回波数据包含多个通道，每个通道包含一个大小为X×Y×Z的三维立方体K空间。将单次径向采集到的线数据通过其附带的方位角、采样数、坐标信息及像素值权重等信息填充到K空间对应的位置，填充方式为插值填充，未被填充的区域赋值为0。

而在本示例中，不需要对多个磁共振信号中的每个磁共振信号都分配CH个三维立方体K空间，仅需对其中一个目标磁共振信号分配CH个三维立方体K空间即可，得到目标磁共振信号对应的第一内存区域。

接着，对于该多个磁共振信号中除目标磁共振信号之外的其他磁共振信号，可以为各其他磁共振信号分配与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致的第二内存区域即可。

基于上述举例，在采用径向采集或螺旋采集方式的情况下，所得到的有效K空间为三维球形空间，因此，在为磁共振信号分配包含该三维球形空间在内的三维立方体内存空间的情况下，会存在8个角的内存区域浪费；因此，本示例中，在为其他磁共振信号分配内存空间时，可以按照磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量，也即有效K空间对应的三维球形空间所包含的体数据量，为其他磁共振信号分配内存空间，得到其他磁共振信号对应的第二内存区域。这样在多次采集直至将其他磁共振信号对应的有效空间数据均存储在第二内存区域的情况下，该第二内存区域将被其他磁共振信号的空间数据完整填充，不再存在多余浪费的内存区域。

需要说明的是，在其他磁共振信号包括多个的情况下，可以分别为每一个其他磁共振信号分配第二内存区域。另外，由于在进行图像重建时，重建模块需要根据多维空间下的K空间数据进行重建操作，因此，在内存分配时，可以分配至少一个多维立体内存空间；也就是说，目标磁共振信号可以包括至少一个磁共振信号。

当然，该目标磁共振信号也可以包括两个或多个，这样在进行重建时，可以并行对多个磁共振信号进行图像重建，提高重建效率。在本示例中，在目标磁共振信号的数量小于磁共振信号的数量的情况下，采用本示例中的方法，相比于传统方法而言都能减少对内存空间的浪费。

步骤206，将目标磁共振信号对应的空间数据存储在第一内存区域，将其他磁共振信号对应的空间数据存储在第二内存区域。

示例性地，在采用交叉采集方式的情况下，每次采集可以获取每个磁共振信号的部分空间数据，如一条线数据，可以将每次采集的目标磁共振信号的部分空间数据存储在第一内存区域，并将其他磁共振信号的部分空间数据存储在第二内存区域；以此执行多次数据采集及数据存储操作，直至采集完每个磁共振信号的有效空间数据，并将每个磁共振信号的有效空间数据均存储至对应的内存区域为止。

上述数据存储方法中，获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据；并为多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；接着，将目标磁共振信号对应的空间数据存储在第一内存区域，将其他磁共振信号对应的空间数据存储在第二内存区域；其中，第二内存区域的容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致。也就是说，采用本申请实施例提出的数据存储方法，在进行径向扫描或者螺旋扫描时，按照磁共振信号的有效空间数据的体数据量为部分磁共振信号分配对应的内存空间；相比于传统的对每个磁共振信号均分配能够包含球体在内的立方体内存空间而言，能够减少对内存空间的浪费，从而减小内存消耗。

在一个示例性的实施例中，如图3所示，上述步骤204中“为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域”可以包括步骤302至步骤304。

其中：

步骤302，根据磁共振扫描的预设参数，确定磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量。

其中，磁共振扫描的预设参数可以包括磁共振扫描的协议参数和梯度参数中的至少一种；其中，磁共振扫描的协议参数可以包括但不限于滤波等级(filter-level，简称FL，0≤FL≤1)、卷积窗(winlen，简称WL)、K空间的长(X)、宽(Y)、高(Z)等；梯度参数可以包括但不限于梯度延时(GradDelay，简称GD，包括X、Y、Z三个方向的分量GD_X、GD_Y、GD_Z)、梯度涡流校正参数(Wvfm，包括X、Y、Z三个方向的分量Wvfm_X、Wvfm_Y、Wvfm_Z)等。

示例性地，在采用径向填充或者螺旋填充的情况下，由于磁共振信号对应的有效K空间为三维球形空间或者三维椭球形空间；因此，对于这两种填充方式，可以根据磁共振扫描的预设参数，确定出磁共振扫描对应的有效空间数据中所包含的体数据量；这样便可以基于有效空间数据所包含的体数据量，创建与该体数据量一致的内存空间，并分配相应的内存区域。

示例性地，在根据磁共振扫描的预设参数，确定磁共振扫描对应的有效空间数据中所包含的体数据量时，可以先根据磁共振扫描的预设参数，确定出磁共振扫描的有效空间数据对应的有效空间区域，接着，确定该有效空间数据对应的有效空间区域内所包含的体数据量，即为磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量。

在一种实现方式中，有效空间数据对应的有效空间区域可以为上述三维球形空间或者三维椭球形空间；也就是说，可以按照K空间的确定规则，根据磁共振扫描的预设参数，确定出有效K空间区域；接着，再确定该有效K空间区域内所包含的体数据量，进而根据体数据量为其他磁共振信号分配第二内存区域。

步骤304，为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致的第二内存区域。

示例性地，针对单个磁共振信号而言，该第二内存区域可以为一维内存区域，该一维内存区域的大小即为该体数据量的大小；当然，该第二内存区域也可以为二维内存区域、或者三维内存区域等任意多维内存区域；该多维内存区域的容量与体数据量的大小一致。

例如：在体数据量为9的情况下，可以创建1×9的一维内存区域，也可以创建3×3的二维内存区域；又或者，在体数量量为12的情况下，可以创建1×12的一维内存区域，也可以创建3×4或者4×3的二维内存区域等。本申请实施例中对第二内存区域的形式不做具体限定。

本实施例中，在为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域时，可以先根据磁共振扫描的预设参数，确定出磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量；接着，就可以为其他磁共振信号分配容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致的第二内存区域。采用该方法，能够根据每次扫描时其他磁共振信号的有效空间数据的实际体数据量，为其他磁共振信号分配与实际体数据量一致的第二内存区域；而不是传统的按照K空间的长、宽、高为其他磁共振信号分配三维立体内存区域，能够减少对内存空间的浪费，从而减小内存消耗。

在一个示例性的实施例中，上述三维球形区域(或者三维椭球形区域)，有可能出现比三维立体区域大，即三维立体区域不完成包围三维球形区域的情况，针对这种情况，可以选取三维球形区域与三维立体区域之间的交集区域，作为有效空间数据对应的有效空间区域。基于此，如图4所示，上述步骤中根据磁共振扫描的预设参数，确定有效空间数据对应的有效空间区域，还可以包括步骤402至步骤406。其中：

步骤402，根据磁共振扫描的第一预设参数，确定有效空间数据对应的三维立体边界区域。

示例性地，该磁共振扫描的第一预设参数可以包括空间区域的长(X)、宽(Y)、高(Z)，则根据空间区域的长(X)、宽(Y)、高(Z)，可以确定出有效空间数据对应的三维立体边界区域。

示例性地，在实际进行数据填充时，可能采用插值填充的方式，对采集到的空间数据进行插值处理后再进行填充；此时，有可能出现插值后的空间大于按照空间区域的长(X)、宽(Y)、高(Z)所确定出的三维立体区域。针对这种情况，还可以进一步确定出插值三维立体边界区域，并选取按照空间区域的长(X)、宽(Y)、高(Z)所确定出的三维立体区域，与插值三维立体边界区域之间的交集区域，作为有效空间数据对应的三维立体边界区域S。

在一种实现方式中，磁共振扫描的第一预设参数也可以包括空间区域的长(X)、宽(Y)、高(Z)以及磁共振扫描的卷积窗；基于此，有效空间数据对应的三维立体边界区域的确定方式可以包括：

步骤402a，根据磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定有效空间数据对应的初始三维立体边界区域。

步骤402b，根据磁共振扫描的卷积窗以及长度、宽度和高度，确定有效空间数据对应的插值三维立体边界区域。

步骤402c，将初始三维立体边界区域与插值三维立体边界区域的相交区域，确定为三维立体边界区域。

参考图5所示，首先，可以根据K空间的长(X)、宽(Y)、高(Z)，确定出初始三维立体边界区域，如图5中所示的S1边界区域。

接着，确定插值三维立体边界区域，如图5中所示的S2边界区域；定义实际插值的坐标点为(ix，iy，iz)，以ix为例，iy和iz与ix的计算方式一致；假设K空间的长(X)为偶数，定义Xc为X的中心点坐标。α为采集到的坐标点距离Xc的相对距离，其中，-1≤α≤1；MRI采集到的线数据中的每个点所携带的信息为此相对距离，所以需要将其转换为K空间中的坐标，即ix＝αX+X_C。由于在插值的过程中会使用到卷积窗(WL)，需要考虑插值坐标(ix)与卷积窗结合后不能超过K空间的范围，即0≤|ix±WL/2|≤X-1，分以下三种情况计算S2，其中，为向上取整符号，/>为向下取整符号：

情况一：当且/>时，

-WL/(2X)-0.5≤α≤WL/(2X)-0.5 (1)

情况二：当且/>时，

(X-WL)/(2X)≤α≤(X+WL-2)/(2X) (2)

情况三：当且/>时，

(WL-2-X)/(2X)＜α≤(X-2-WL)/(2X) (3)

综合公式(1-3)，取α的最大范围，即可计算得出ix的最大范围qx；同样地，可以计算出iy的最大范围q_y以及iz的最大范围q_z；进而，基于q_x、q_y和q_z，即可确定出S2的边界。

若S2包含S1，则S＝S1，否则S＝S2，即取三维立体边界区域S＝S1∩S2。

步骤404，根据磁共振扫描的第二预设参数，确定有效空间数据对应的球形边界区域。

示例性地，磁共振扫描的第二预设参数可以包括空间区域的长(X)、宽(Y)、高(Z)以及磁共振扫描的梯度涡流校正参数和梯度延时参数。

示例性地，可以根据磁共振扫描的第二预设参数，确定出空间区域的球半径r，接着，以半径为r确定出球形边界B，参考图5所示。以径向填充方式为例，由于每次径向扫描采集到的是某一条围绕K空间原点旋转的线数据，所以UTE真正有用的信息为3D球体内部的区域，而这个3D球体严格意义上来说为椭球体，因为X、Y、Z三个方向的大小可能存在差异；所以在确定球形边界区域时，需要计算X、Y、Z三个方向的最大值，作为球半径r，得到球形边界B。

示例性地，在实际使用过程中，可以根据不同的采样方式来确定球半径r，其中，不同的采样方式可以包括完整采样和不完整采样。也就是说，可以基于完整采样来确定球半径r，也可以基于不完整采样来确定球半径r，还可以基于完整采样和不完整采样来综合确定球半径r。

下面以基于完整采样和不完整采样综合确定球半径r为例，有效空间数据对应的球形边界区域的确定方式可以包括：

步骤404a，根据磁共振扫描的梯度涡流校正参数以及磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定磁共振扫描的不完整采样对应的第一球半径。

步骤404b，根据磁共振扫描的梯度延时参数以及长度、宽度和高度，确定磁共振扫描的完整采样对应的第二球半径。

步骤404c，根据第一球半径、第二球半径、磁共振扫描的卷积窗和滤波等级，确定有效空间数据对应的球形边界区域。

也就是说，情况一：对于不完整采样的线数据，可以计算X、Y、Z三个方向的梯度涡流校正数据Wvfm的最大累加和，得到第一球半径r1，如

情况二：对于完整采样的线数据，计算X、Y、Z三个方向的最大梯度延时GradDelay，得到第二球半径r2，如

r2＝max(|i-X/2+GDj|)，0≤i≤X-1，j＝x，y，z (5)

最后，加入滤波等级计算综合球半径r：

采用上述公式(4)至(6)，可以得到球半径r，基于球半径r可以确定出有效空间数据对应的球形边界区域，如图5中的球边界B。

步骤406，将三维立体边界区域与球形边界区域的相交区域，确定为有效空间区域。

也就是说，继续参考图5所示，有效空间区域ROI可以为三维立体边界区域S与球形边界区域B的交集区域，即ROI＝S∩B；也即为S1边界区域、S2边界区域以及球边界区域B三者之间的交集区域，即ROI＝S1∩S2∩B。基于此，采样所得到的坐标点(ix,iy,iz)，其范围为ix²+iy²+iz²≤r²且|ix|≤q_x且|iy|≤q_y且|iz|≤q_z。

本实施例中，根据磁共振扫描的第一预设参数，确定有效空间数据对应的三维立体边界区域；以及根据磁共振扫描的第二预设参数，确定有效空间数据对应的球形边界区域；进而将三维立体边界区域与球形边界区域的相交区域，确定为有效空间区域。采用本实施例中的方法，能够提取出磁共振扫描对应的有效空间区域，从而基于有效空间区域分配内存，能够减小重建任务中对计算机内存资源的消耗，使得重建内存空间有效压缩。

在一个示例性的实施例中，在磁共振成像场景下，对于存储在内存中的磁共振扫描数据，进一步地需要根据该磁共振数据进行磁共振图像的重建，从而得到磁共振扫描图像；基于此，如图6所示，上述方法还可以包括步骤602至步骤604。其中：

步骤602，基于第一内存区域所存储的空间数据进行图像重建，得到目标磁共振信号对应的重建图像。

示例性地，对于重建模块而言，在目标磁共振信号的空间数据采集完成后，可以采用重建算法，基于第一内存区域所存储的目标磁共振信号的空间数据进行图像重建，从而得到目标磁共振信号对应的重建图像。

步骤604，将第二内存区域所存储的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，得到其他磁共振信号对应的重建图像。

示例性地，在目标磁共振信号完成图像重建后，可以将第一内存区域所存储的目标磁共振信号的空间数据清除，并将第二内存区域中所存储的其他磁共振信号的空间数据映射至第一内存区域，此时，便可以基于第一内存区域中所存储的其他磁共振信号的空间数据进行图像重建，从而得到其他磁共振信号对应的重建图像。

由于第二内存区域并不是按照三维球形区域中各个坐标点的位置进行数据存储的，因此，第二内存区域中各个坐标点与第一内存区域中各个坐标点之间存在一定的位置映射关系，基于该位置映射关系，就可以将第二内存区域中所存储的其他磁共振信号的空间数据映射至第一内存区域。

示例性地，在基于磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量，为其他磁共振信号分配与该体数据量一致的第二内存区域的情况下，可以确定出第一内存区域与第二内存区域之间的位置映射关系；以便于在重建操作中，可以基于该位置映射关系，将第二内存区域中所存储的其他磁共振信号的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，从而得到其他磁共振信号对应的重建图像。

示例性地，由于同一条线数据的所有通道的坐标索引是一致的，因此所有通道可以共用一个索引映射；假设在第二内存区域为一维内存区域的情况下，该位置映射关系可以表示为：f：4D→1D或g：1D→4D。定义三维空间X、Y、Z的模板M，使得

其中，Ind为坐标点(x,y,z)在1D空间中的位置索引值，M为所有通道共用，M(x,y,z)为三维空间中的位置坐标。

需要说明的是，在第二内存区域不是一维内存区域，而是多维内存区域的情况下，也可以采用公式(7)来定义第二内存区域与第一内存区域之间的位置映射，此时，Ind就可以表示为坐标点(x,y,z)在多维空间中的位置索引值。

另外，在其他磁共振信号包括多个的情况下，可以依次在每个磁共振信号完成图像重建后，将下一磁共振信号在对应的第二内存区域中的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，以此类推，直至完成对所有磁共振信号的图像重建为止。

本实施例中，对于第一内存区域和第二内存区域中所存储的各磁共振信号的空间数据，在目标磁共振信号的空间数据采集完成后，可以基于第一内存区域所存储的空间数据进行图像重建，得到目标磁共振信号对应的重建图像；接着，在目标磁共振信号完成图像重建后，可以将第二内存区域所存储的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，得到其他磁共振信号对应的重建图像。采用该方法，能够在原有的重建模块未进行优化改动的情况下，通过将每一第二内存区域中的空间数据映射至第一内存区域，使得重建模块能够在满足重建要求的第一内存区域中基于所存储的空间数据进行图像重建；确保内存优化后图像重建过程的稳定运行，提高内存优化情况下的图像重建的适用性。

在一个示例性的实施例中，提供了一种内存优化后的数据存储及数据重建的完整过程。

首先，参考图6(a)所示，其示出了传统内存分配方案；以上述UTE协议为例，K空间大小为X×Y×Z×CH×n，因此，针对n个回波信号，需要分配4D空间*n，即n个4D空间X×Y×Z×CH；接着，多次采集每个回波信号的K空间线数据，并将每次采集到的K空间线数据填充至对应的回波信号的4D-K空间内存区域中。基于此，在回波信号对应的K空间数据采集完成后，可以基于回波信号对应的4D-K空间内存区域中所存储的数据进行图像重建，得到该回波信号对应的磁共振图像。

其次，参考图6(b)所示，其示出了本申请优化后的内存分配方案；在进行磁共振扫描时，可以先基于磁共振扫描的相关数据，确定出K空间的有效空间区域(可描述为感兴趣区域ROI)；接着，对于第一个回波信号，分配4D-K空间内存区域，以及对其他回波信号，分配1D-K空间内存区域，也即创建4D空间*1+1D空间*(n-1)，其中，n为回波数量；对于UTE协议而言，内存空间可表示为X×Y×Z×CH×1+ROIsize×(n-1)，其中，ROIsize为有效空间区域ROI的体数据量，如此，便可将4D空间X×Y×Z×CH转换到了优化的1D空间(ROIsize<X×Y×Z×CH)中。

接着，多次采集每个回波信号的K空间线数据，并将第一个回波信号的K空间线数据填充至4D-K空间内存区域；将其他回波信号的K空间线数据，基于位置映射关系f：4D→1D，映射至对应的1D-K空间内存区域进行存储。示例性地，在进行空间数据填充时，对于采集到的K空间线数据，可以通过同样的插值方式——利用kaiser-bessel函数对坐标点进行插值，计算将要填充到K空间中的数值，并将这些数值通过索引映射f∶4D→1D保存到内存优化的一维空间中，从而达到降低重建使用的内存量。原则上，采用该内存优化方案，在回波数目越多、三维立方体越大、通道数越多的协议中优化的内存空间占比就越大。

其中，确定有效空间区域，即感兴趣区域ROI的方式可以参考图7所示，包括：获取磁共振扫描的协议参数和梯度参数，接着，根据磁共振扫描的协议参数确定三维立体边界区域S(即上述边界S1与边界S2的交集区域)，以及根据磁共振扫描的协议参数和梯度参数确定径向采样的球半径r，进而根据球半径r确定出球形边界区域B；最后，根据三维立体边界区域S和球形边界区域B确定有效空间区域ROI。

此外，根据有效空间区域ROI中所包含的体数据量，创建一维空间区域，并计算四维空间与一维空间之间的位置映射关系；其中，四维空间为XYZ三维空间与通道维度进行合成后的空间，即X×Y×Z×CH。

对于采集完成的回波信号，就可以执行下一步的重建任务。由于数据采集和存储的算法位于重建任务中的线数据收集模块中，所以其输出到下游模块的数据维度应当符合下游模块的需求，因此，对于其他回波信号，需先从一维数据转换到多维空间再进行数据传递。

参考图8所示，其中，数据采集和存储的过程与数据重建的过程可以并行执行；当每条线数据从前一模块传递到线数据收集模块的情况下，线数据收集模块可以判断线数据是否属于第一个回波信号(ECHO1)的K空间数据；在线数据属于第一个回波信号的K空间数据时，不需要进行4D→1D的空间转换，直接存入4D内存空间中，并在集齐整个K空间时传递到下游模块，即重建模块。

在线数据不属于第一个回波信号(如属于ECHO2,…,ECHOn)的K空间数据的情况下，需要进行4D到1D的空间转换，并通过索引映射f∶4D→1D保存到对应的内存优化的一维空间中。在集齐某个回波信号的整个K空间后，需要等待上一个ECHO重建完成后(即ECHO2等待ECHO1，ECHOn等待ECHOn-1，以此类推)，通过索引映射g∶1D→4D将数据映射至4D内存空间中并向下游模块传递，以此得到该回波信号对应的重建图像。

采用该方法，能够以时间换空间，但由于重建中线数据收集模块的计算是与MR扫描任务并行运行的，所以内存空间优化算法所造成的重建时间加长几乎可以被扫描任务掩盖。针对小数据，在不同滤波等级下，优化后的内存空间可达原空间的56％-61％，大数据可达53％-55％。数据越大，优化的空间越多。另外小数据的重建时间差小于1s，大数据的重建时间差小于4s，对重建速度的影响几乎可以忽略不计。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的数据存储方法的数据存储装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个数据存储装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于数据存储方法的限定，在此不再赘述。

在一个示例性的实施例中，如图9所示，提供了一种数据存储装置，包括：获取模块902、分配模块904和存储模块906，其中：

获取模块902，用于获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据。

分配模块904，用于为多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；第二内存区域的容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致。

存储模块906，用于将目标磁共振信号对应的空间数据存储在第一内存区域，将其他磁共振信号对应的空间数据存储在第二内存区域。

在其中一个实施例中，分配模块904，包括：

第一确定子模块，用于根据磁共振扫描的预设参数，确定磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量；

分配子模块，用于为目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配容量与磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致的第二内存区域。

在其中一个实施例中，第一确定子模块，包括：

第一确定单元，用于根据磁共振扫描的预设参数，确定有效空间数据对应的有效空间区域；

第二确定单元，用于确定有效空间数据对应的有效空间区域内所包含的体数据量。

在其中一个实施例中，第一确定单元，包括：

第一确定子单元，用于根据磁共振扫描的第一预设参数，确定有效空间数据对应的三维立体边界区域；

第二确定子单元，用于根据磁共振扫描的第二预设参数，确定有效空间数据对应的球形边界区域；

第三确定子单元，用于将三维立体边界区域与球形边界区域的相交区域，确定为有效空间区域。

在其中一个实施例中，第一确定子单元，用于根据磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定有效空间数据对应的初始三维立体边界区域；以及根据磁共振扫描的卷积窗以及长度、宽度和高度，确定有效空间数据对应的插值三维立体边界区域；将初始三维立体边界区域与插值三维立体边界区域的相交区域，确定为三维立体边界区域。

在其中一个实施例中，第二确定子单元，用于根据磁共振扫描的梯度涡流校正参数以及磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定磁共振扫描的不有效采样对应的第一球半径；以及根据磁共振扫描的梯度延时参数以及长度、宽度和高度，确定磁共振扫描的有效采样对应的第二球半径；根据第一球半径、第二球半径、磁共振扫描的卷积窗和滤波等级，确定有效空间数据对应的球形边界区域。

在其中一个实施例中，该装置还包括：

重建模块，用于基于第一内存区域所存储的空间数据进行图像重建，得到目标磁共振信号对应的重建图像；

映射模块，用于将第二内存区域所存储的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，得到其他磁共振信号对应的重建图像。

在其中一个实施例中，映射模块，包括：

第二确定子模块，用于确定第一内存区域与第二内存区域之间的位置映射关系；

映射子模块，用于基于位置映射关系，将第二内存区域所存储的空间数据映射至第一内存区域进行图像重建，得到其他磁共振信号对应的重建图像。

上述数据存储装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以为磁共振设备，也可以为与磁共振设备通信连接的存储设备或重建设备等；其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口和通信接口。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据存储方法。

本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例中的数据存储方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的数据存储方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的数据存储方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数据存储方法，其特征在于，所述方法包括：

获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据；

为所述多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为所述目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；所述第二内存区域的容量与所述磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致；

将所述目标磁共振信号对应的空间数据存储在所述第一内存区域，将所述其他磁共振信号对应的空间数据存储在所述第二内存区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为所述目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域，包括：

根据所述磁共振扫描的预设参数，确定所述磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量；

为所述目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配容量与所述磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致的第二内存区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁共振扫描的预设参数，确定所述磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量，包括：

根据所述磁共振扫描的预设参数，确定所述有效空间数据对应的有效空间区域；

确定所述有效空间数据对应的有效空间区域内所包含的体数据量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁共振扫描的预设参数，确定所述有效空间数据对应的有效空间区域，包括：

根据所述磁共振扫描的第一预设参数，确定所述有效空间数据对应的三维立体边界区域；

根据所述磁共振扫描的第二预设参数，确定所述有效空间数据对应的球形边界区域；

将所述三维立体边界区域与所述球形边界区域的相交区域，确定为所述有效空间区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁共振扫描的第一预设参数，确定所述有效空间数据对应的三维立体边界区域，包括：

根据所述磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定所述有效空间数据对应的初始三维立体边界区域；

根据所述磁共振扫描的卷积窗以及所述长度、宽度和高度，确定所述有效空间数据对应的插值三维立体边界区域；

将所述初始三维立体边界区域与所述插值三维立体边界区域的相交区域，确定为所述三维立体边界区域。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁共振扫描的第二预设参数，确定所述有效空间数据对应的球形边界区域，包括：

根据所述磁共振扫描的梯度涡流校正参数以及所述磁共振扫描的空间区域的长度、宽度和高度，确定所述磁共振扫描的不完整采样对应的第一球半径；

根据所述磁共振扫描的梯度延时参数以及所述长度、宽度和高度，确定所述磁共振扫描的完整采样对应的第二球半径；

根据所述第一球半径、所述第二球半径、所述磁共振扫描的卷积窗和滤波等级，确定所述有效空间数据对应的球形边界区域。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述第一内存区域所存储的空间数据进行图像重建，得到所述目标磁共振信号对应的重建图像；

将所述第二内存区域所存储的空间数据映射至所述第一内存区域进行图像重建，得到所述其他磁共振信号对应的重建图像。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述第二内存区域所存储的空间数据映射至所述第一内存区域进行图像重建，得到所述其他磁共振信号对应的重建图像，包括：

确定所述第一内存区域与所述第二内存区域之间的位置映射关系；

基于所述位置映射关系，将所述第二内存区域所存储的空间数据映射至所述第一内存区域进行图像重建，得到所述其他磁共振信号对应的重建图像。

9.一种数据存储装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取磁共振扫描的多个磁共振信号对应的空间数据；

分配模块，用于为所述多个磁共振信号中的目标磁共振信号分配第一内存区域，以及为所述目标磁共振信号以外的其他磁共振信号分配第二内存区域；所述第二内存区域的容量与所述磁共振扫描对应的有效空间数据所包含的体数据量一致；

存储模块，用于将所述目标磁共振信号对应的空间数据存储在所述第一内存区域，将所述其他磁共振信号对应的空间数据存储在所述第二内存区域。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。