[发明专利]一种自适应高欠采样超极化气体肺部动态MRI重建方法

摘要

本发明公开了一种自适应高欠采样超极化气体肺部动态MRI重建方法。首先根据已有的超极化气体肺部动态像的K空间数据优化各帧的K空间欠采样率；根据优化的K空间欠采样率，生成欠采样轨迹进行肺部吸气动态成像，获得欠采样K空间数据；然后利用欠采样K空间数据和重建目标函数重建出超极化气体肺部动态磁共振图像。本方法可以获得具有更高时间分辨率及更丰富细节信息的超极化气体肺部动态磁共振图像。

主权项

1.一种自适应高欠采样超极化气体肺部动态MRI重建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取已有的全采样超极化气体肺部动态像的M帧K空间数据d1，设置欠采样率SR的最小值TH；步骤2、对第1帧K空间数据～第M帧K空间数据根据各自对应的第1帧空间欠采样率～第M帧K空间欠采样率进行欠采样获得第1帧欠采样K空间数据～第M帧欠采样K空间数据，对第1帧欠采样K空间数据～第M帧欠采样K空间数据分别通过CS重建算法进行重建并评估重建误差，修改第k帧K空间数据对应的第k帧K空间欠采样率直至对应的重建误差小于或等于设定的重建误差的上确界，进而获得优化后的第k帧K空间欠采样率SRk，并根据优化后的第k帧K空间欠采样率SRk，确定优化后的第k帧K空间欠采样轨迹，其中k＝1,…,M；步骤3，根据优化后的第1帧K空间欠采样轨迹～第M帧K空间欠采样轨迹进行肺部吸气动态成像，获得欠采样K空间数据d2；步骤4，构建重建目标函数为：其中，E为图像到欠采样K空间数据d₂的变换矩阵，L为图像的低秩部分，S为图像的稀疏部分，d₂为步骤3所获得的欠采样K空间数据，Ψ为计算相邻图像的差值的操作符，T为整体动态图像的稀疏变换矩阵，Φ为单帧动态图像的稀疏变换矩阵，为两个矩阵进行点乘的运算符，λ_G、λ_L、λ_S、λ_n分别为权衡动态图像连续性、图像低秩性、图像整体稀疏性和各帧图像稀疏性的正则化参数；步骤5，根据步骤3所获得的欠采样K空间数据d2及步骤4所构建的目标函数，采用迭代软阈值算法重建图像。