[发明专利]一种基于CS压缩感知技术的快速磁共振成像方法

摘要

本发明公开了一种基于CS压缩感知技术的快速磁共振成像方法。现有的成像方法速度比较慢，硬件成本高。本发明方法首先采集变密度随机k空间数据；具体方法是根据图像的结构稀疏性，确定欠采样率；根据欠采样率，结合k-空间能量分布规律，在k-空间中心区域稠密采集，在k-空间外围区域随机稀疏采集，生成变密度随机数据采集轨迹；根据所确定的数据采集轨迹采集数据；然后对MRI图像进行稀疏变换；最后是基于L1范数最小化的非线性优化重建图像。本发明方法突破经典奈奎斯特采样定理的极限，通过随机采集少量的数据点，利用非线性优化算法精确重建MRI图像信号，大幅度地缩短了数据采集时间。

主权项

一种基于CS压缩感知技术的快速磁共振成像方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)采集变密度随机k空间数据；具体方法为：1‑1、根据图像的结构稀疏性，确定欠采样率；1‑2、根据欠采样率，结合k‑空间能量分布规律，在k‑空间中心区域稠密采集，在k‑空间外围区域随机稀疏采集，生成变密度随机数据采集轨迹；1‑3、根据步骤1‑2所确定的数据采集轨迹采集数据；步骤(2)对磁共振成像图像进行稀疏变换；所述的稀疏变换采用单位变换、有限差分变换、离散余弦变换或离散小波变换；步骤(3)基于L1范数最小化的非线性优化重建图像；具体方法为：3‑1、确立优化目标，优化目标为m在ψ变换域的L1范数最小，约束条件是m在k空间与y的连续性，域值参数ε是期望的噪声水平，用以控制重建的保真度，即minimize ‖ψm‖1  s.t.  ‖FSm‑y‖2＜ε，其中m为优化变量，ψ为稀疏变换，FS为欠采样数据的傅立叶变换，y为采集的k空间数据；3‑2、采用复共轭梯度法求解优化目标。