СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ БЫСТРОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ МРТ ИЗ НЕДОСЕМПЛИРОВАННЫХ ДАННЫХ

1. Способ реконструкции изображения магнитно-резонансной томографии (МРТ) из недосемплированных данных, содержащий этапы, на которых:
получают недосемплированный спектр в k-пространстве с помощью приемной катушки,
выполняют первоначальную реконструкцию путем заполнения несэмплированных позиций в k-пространстве начальным приближением,
выполняют многополосное разложение первоначально реконструированного спектра на ряд отдельных спектров,
выполняют реконструкцию с использованием словаря изображений, соответствующих разложенных полосам, и
объединяют реконструированные изображения для получения результирующего целевого изображения,
отличающийся тем, что:
0
a. первоначальную реконструкцию выполняют посредством оптимизации критериальной функции, включающей упрощение l нормы;
b. многополосное разложение применяют к первоначально реконструированному спектру в k-пространстве для получения ряда отдельных спектров для разных полос частот;
c. реконструкцию с использованием словаря выполняют посредством чередования разреженной аппроксимации и восстановления измеренных частот;
d. объединение реконструированных изображений дает конечный результат в виде суммы результатов реконструкции каждой полосы частот.
0
1
2. Способ по п. 1, в котором регуляризацию l нормы упрощают через оптимизацию l нормы.
1
3. Способ по п. 2, в котором оптимизацию l нормы реализуют посредством способа на основе алгоритма Split Bregman (распределенного алгоритма по Брегману) или способа приближенного разреженного кодирования.
4. Способ по п. 3, в котором способ на основе алгоритма Split Bregman включает в себя восстановление измеренных семплов в k-пространстве в реконструированном спектре во время внутренних итераций Брегмана.
5. Способ по п. 3, в котором способ на основе алгоритма Split Bregman включает в себя восстановление измеренных семплов в k-пространстве в реконструированном спектре после завершения процедуры алгоритма Split Bregman.
6. Способ по п. 3, в котором способ приближенного разреженного кодирования включает в себя:
a. сбор набора данных из полностью семплированных k-пространств;
b. подготовку недосемплированных данных из полностью семплированных данных путем применения маски семплирования;
c. обучение модели прогнозировать разреженные коды для недосемплированных данных, используя полностью семплированные данные для вычисления погрешности;
d. прогнозирование приближенных разреженных кодов из недосемплированных данных с использованием обученной модели.
7. Способ по п. 1, в котором упомянутая разреженная аппроксимация включает в себя извлечение неравновеликих перекрывающихся патчей из входного изображения, соответствующего входному сигналу МРТ, выполнение разреженного разложения патчей на разреженные коды с использованием словаря, реконструкцию патчей разреженными кодами и словарем и реконструкцию изображения реконструированными патчами.
8. Способ по п. 7, в котором упомянутый словарь обучают заранее с использованием патчей, извлеченных из набора полностью семплированных обучающих изображений МРТ.
9. Способ по п. 7, в котором словарь обучают отдельно для каждой полосы частот.
10. Способ по п. 7, в котором разреженное разложение выполняют посредством минимизации числа ненулевых компонент в представлении патча как линейной комбинации элементов словаря.
11. Способ по п. 7, в котором упомянутые неравновеликие патчи имеют соотношение сторон, зависимое от величины анизотропии схемы семплирования.
12. Способ по п. 7, в котором упомянутые патчи имеют неквадратную прямоугольную форму для одномерного декартового семплирования и других анизотропных схем и имеют наибольший размер в направлении наибольших информационных потерь в недосемплированном k-пространстве.
13. Способ по п. 7, в котором патчи имеют квадратную форму для изотропной схемы семплирования.
14. Способ по п. 1, в котором реконструкцию с использованием словаря выполняют для каждого k-пространства, соответствующего различной полосе частот.
15. Способ по п. 1, в котором разложенные k-пространства, соответствующие полосам частот, состоят из частот, взятых из первоначально реконструированного k-пространства, соответствующего текущей полосе частот, тогда как другие частоты заполняются нулями и отмечаются как измеренные.
16. Способ по п. 1, в котором дополнительно отображают конечный результат на дисплее.
17. Система для реконструкции изображений магнитно-резонансной томографии (МРТ) из недосемплированных данных, содержащая:
медицинское оборудование, выполненное с возможностью:
получения недосемплированного спектра в k-пространстве с помощью приемной катушки, и
передачи недосемплированного k-пространства в сервер реконструкции;
сервер реконструкции, содержащий процессор и память, подключенную к процессору, причем сервер реконструкции выполнен с возможностью:
приема и сохранения недосемплированного k-пространства, переданного из медицинского оборудования,
выполнения первоначальной реконструкции посредством заполнения начальным приближением несемплированных позиций в k-пространстве,
выполнения многополосного разложения первоначально реконструированного спектра на ряд отдельных спектров,
выполнения реконструкции с использованием словаря изображений, соответствующих разложенным полосам,
объединения реконструированных изображений для получения результирующего целевого изображения, и
передачи результата объединения на пульт оператора; и
пульт оператора, содержащий дисплей и контроллер, причем пульт оператора выполнен с возможностью:
приема результата объединения от сервера реконструкции, и
отображения результата объединения на дисплее, отличающаяся тем, что
0
a. первоначальную реконструкцию выполняют посредством оптимизации критериальной функции, включающей упрощение l нормы;
b. многополосное разложение применяют к первоначально реконструированному спектру в k-пространстве для получения ряда отдельных спектров для разных полос частот;
c. реконструкцию с использованием словаря выполняют посредством чередования разреженной аппроксимации и восстановления измеренных частот;
d. объединение реконструированных изображений дает конечный результат в виде суммы результатов реконструкции каждой полосы частот.
18. Система по п. 17, в которой пульт оператора дополнительно выполнен с возможностью: приема ввода от оператора на выполнение реконструкции изображения, формирования команды реконструировать изображение и передачи этой команды в сервер реконструкции; и сервер реконструкции дополнительно выполнен с возможностью приема команды с пульта оператора и выполнения реконструкции изображения.