基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统、方法及设备

技术领域

本发明属于磁粒子成像技术领域，具体涉及了一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统、方法及设备。

背景技术

磁粒子成像（Magnetic Particle Imaging, MPI）是一种新兴的医学成像方法，它使用静态梯度场产生磁场自由区（Field Free Region，FFR）对空间中的超顺磁性氧化铁纳米粒子进行空间编码，再叠加动态驱动场移动FFR在成像视野中进行扫描。利用成像视野中被FFR扫描到的磁粒子被激发产生的非线性响应信号，能够实现空间中磁粒子的精确定量成像。MPI中使用的FFR主要包括磁场自由点（Field Free Point，FFP）与磁场自由线（FieldFree Line，FFL）。相比于FFP的空间编码方式，基于FFL的编码方式在扫描时会激发更多的磁粒子，产生更高信噪比的信号，有利于进行高质量的图像重建。在基于磁场自由线的MPI重建中，常使用滤波反投影和系统矩阵重建两种方法，由于系统矩阵是由实际测量得到，包含复杂的系统与磁粒子等难以建模的特性，因此基于系统矩阵的重建结果质量更高。

在基于系统矩阵的重建方法中，首先需要将成像视野进行离散化，利用小尺寸样本逐点扫描构建出系统矩阵。利用系统矩阵与被测物体之间的线性映射关系反解出磁粒子在空间中的分布。然而由于磁场自由线的编码方式无法对沿磁场自由线方向上的磁粒子进行位置解码，所以在实践中需要进行多个角度磁场自由线的测量以实现磁粒子的位置解码。相应地，在系统矩阵重建方法中，需要测量多个角度的系统矩阵拼接后使用。

选取的磁场自由线角度越多，对视野内磁粒子信息的获取就越精细，最终重建的质量将会越好，但拼接形成的系统矩阵规模将会随之增大，使得重建时需要的计算时间大大增加，因此对系统矩阵的压缩是必要的。系统矩阵的行对应使用的频点数目，列对应对成像视野离散化后的像素点数目。使用的有用频点数目越多，重建结果将会更优，成像视野离散的越精细（对应系统矩阵中的像素点数目越多），重接结果也将越精细。虽然基于系统矩阵的重建算法更加精确，但系统矩阵的规模越大，求解的耗时将会越长，因此对系统矩阵的压缩非常重要。

由于磁粒子的响应信号与施加的外部激励磁场存在紧密联系，反映在频谱上，仅在激励频率附近存在高信噪比的信号，因此整个频谱存在很高的冗余。基于这一特性，现有研究专注于设计不同的准则以提取高信噪比的有用频点以缩减系统矩阵的频点维度。

当使用大视野的精细系统矩阵时，像素维度也会很大。另一方面，由于磁粒子成像不显示结构信息，只显示磁粒子的空间分布，通常重建图像具有高度的稀疏性，因此像素维度也存在许多冗余。但当前的方法无法对针对该冗余对系统矩阵的像素维度进行压缩。

基于此，本发明提出了一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统、方法及设备。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即当下基于磁场自由线的磁例子成像研究中无法实现像素维度压缩的问题，本发明提供了一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统、方法及设备。

本发明的一方面，提出了一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统，所述磁粒子成像系统包括基于磁场自由线的磁粒子成像设备、待重建目标、小尺寸仿体、信号处理器和控制处理器；

所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备、所述信号处理器和所述控制处理器两两之间分别通过线缆或无线的方式进行通信连接；

所述控制处理器生成所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的被测物体扫描参数并通过线缆或无线通信进行所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的参数设置；

所述待重建目标设置于所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的成像视野中心内，基于所述被测物体扫描参数，利用磁场自由线从初始角度开始对所述待重建目标进行扫描，得到初始角度的响应信号，通过线缆或无线通信将所述响应信号发送至所述信号处理器；

所述小尺寸仿体设置于所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的扫描区域内，当所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备接收到所述控制处理器发送的扫描指令时，结合系统矩阵扫描参数与被测物体扫描参数，按照所述系统矩阵测量角度序列逐角度逐像素对小尺寸仿体进行扫描，得到各角度下的系统矩阵，并发送所述控制处理器；所述系统矩阵扫描参数包括成像视野离散行数、离散列数、系统矩阵测量角度序列、磁场自由线初始角度、初始感兴趣区域；所述被测物体扫描参数包括磁场自由线初始角度、磁场自由线的旋转次数；

所述信号处理器包括感兴趣区域提取模块、调整模块、循环模块；

所述感兴趣区域提取模块，用于结合所述初始角度的响应信号，提取对应角度下的单角度系统矩阵，重建单角度下的磁粒子图像；根据灰度值对所述单角度下的磁粒子图像进行筛选，得到对应角度下的感兴趣区域；

所述调整模块，用于调整所述磁场自由线的初始角度后，重新获取所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备重新扫描所述待重建目标得到初始角度的响应信号，并跳转感兴趣区域获取单元；其中，调整了所述磁场自由线后的角度包括在所述系统矩阵测量角度内；

所述循环模块，用于循环执行所述调整单元直至调整的次数与所述被测物体扫描参数中的磁场自由线的旋转次数相等，将所有获取的感兴趣区域发送至所述控制处理器；

所述控制处理器包括像素压缩模块和图像重建与显示模块；

所述像素压缩模块，用于将多个所述单角度系统矩阵按照所述磁场自由线的旋转角度进行组合，根据总体感兴趣区域对组合后的系统矩阵进行像素维度的压缩，得到像素压缩的系统矩阵；

所述图像重建与显示模块，用于根据所述像素压缩的系统矩阵和所述待重建目标的响应信号在感兴趣区域内进行磁粒子图像重建，进而得到最终重建的磁粒子图像；所述总体感兴趣区域为多个单角度下的感兴趣区域的交集。

在一些优选的实施方式中，所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备基于激励模块对所述待重建目标进行扫描，所述激励模块用于激发成像视野中的磁粒子产生非线性响应信号；

所述磁场自由线基于梯度模块生成，并通过电控或机械旋转的方式驱动永磁体或电磁铁旋转，从而驱动所述磁场自由线旋转，用于重建中实现磁粒子的空间解码；

所述初始角度的响应信号基于接收模块生成，所述接收模块用于探测磁粒子的非线性响应信号，从而得到所述初始角度的响应信号。

本发明的第二方面，提出了一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法，基于一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统，所述方法包括如下步骤：

步骤S10，获取所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的系统矩阵扫描参数与被测物体扫描参数；所述系统矩阵扫描参数包括成像视野离散行数、离散列数、系统矩阵测量角度序列、磁场自由线初始角度、初始感兴趣区域；所述被测物体扫描参数包括磁场自由线初始角度、磁场自由线的旋转次数；

步骤S20，根据所述系统矩阵扫描参数，按照所述系统矩阵测量角度序列逐角度逐像素对小尺寸仿体进行扫描，得到各角度下的系统矩阵并储存；

步骤S30，将所述待重建目标移动至所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的成像视野中心，基于所述被测物体扫描参数，利用磁场自由线从初始角度开始对所述待重建目标进行扫描，得到初始角度的响应信号，并提取对应角度下的单角度系统矩阵，重建单角度下的磁粒子图像；

步骤S40，根据灰度值对所述单角度下的磁粒子图像进行筛选，得到对应角度下的感兴趣区域；

步骤S50，调整所述磁场自由线的初始角度后，跳转至步骤S30，并重复执行步骤S30-步骤S50，直至调整的次数与所述被测物体扫描参数中的磁场自由线的旋转次数相等，跳转至步骤S60；其中，调整了所述磁场自由线后的角度包括在所述系统矩阵测量角度内；

步骤S60，将多个所述单角度系统矩阵按照所述磁场自由线的旋转角度进行组合，根据总体感兴趣区域对组合后的系统矩阵进行像素维度的压缩，得到像素压缩的系统矩阵；根据所述像素压缩的系统矩阵和所述待重建目标的响应信号在感兴趣区域内进行磁粒子图像重建，得到最终重建的磁粒子图像；所述总体感兴趣区域为多个单角度下的感兴趣区域的交集。

在一些优选的实施方式中，所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备包括开放式、闭孔式或单边式中的任意一种。

在一些优选的实施方式中，所述磁场自由线的初始角度为0°，所述磁场自由线的转动由梯度模块和所述调整模块控制。

在一些优选的实施方式中，所述单角度下的磁粒子图像

；

其中，r为下标，表示第r次旋转后进行的测量，

在一些优选的实施方式中，调整所述磁场自由线的初始角度，其方法为：

将初始角度下的所述磁场自由线进行扫描得到的感兴趣区域作为初始感兴趣区域，计算所述初始感兴趣区域在系统矩阵测量角度序列对应每个角度方向上的长度，并选取最长的长度对应的角度，作为第一角度；

将所述磁场自由线的角度调整至与所述第一角度垂直的角度。

在一些优选的实施方式中，所述感兴趣区域

；

其中，red为下标，表示像素压缩处理后的信号，

本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法。

本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法。

本发明的有益效果：

本发明通过利用单角度磁场自由线成像特征的先验知识，能够压缩感兴趣的像素范围，有效提升图像重建的速度，同时抑制了无关像素点的噪声，简单、高效地提高了重建图像的质量，为基于磁场自由线的磁粒子快速高质量成像提供了一种新思路；

本发明中的感兴趣区域筛选是在测量过程中同步进行，并且单个角度的系统矩阵求解相比于多个角度拼接后的求解，不会额外耗费过多时间。MPI本身不提供结构信息，因此实际测量中，图像常常有高度稀疏性，因此存在很多像素冗余，体现了本发明的优势。在感兴趣区域内反解线性方程，排除了冗余点的干扰，能够得到更好的图像质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法的流程图；

图2是本发明的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法的磁场自由线的磁粒子成像系统示意图；

图3是本发明的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法的磁场自由线的旋转方式示意图；

图4是本发明的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法的成像视野离散化的示意图；

图5是本发明的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法的感兴趣区域与重建的示意图；

图6是本发明的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法的重建图像与原始图像对比示意图；

图7是本发明的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法的重建图像与原始图像数据对比示意表；

图8是用于实现本申请方法、系统、设备实施例的服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明第一实施例，参见图3，提出了一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统，所述磁粒子成像系统包括基于磁场自由线的磁粒子成像设备、待重建目标、小尺寸仿体、信号处理器和控制处理器；

所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备、所述信号处理器和所述控制处理器两两之间分别通过线缆或无线的方式进行通信连接；

所述控制处理器生成所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的被测物体扫描参数并通过线缆或无线通信进行所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的参数设置；

所述待重建目标设置于所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的成像视野中心内，基于所述被测物体扫描参数，利用磁场自由线从初始角度开始对所述待重建目标进行扫描，得到初始角度的响应信号，通过线缆或无线通信将所述响应信号发送至所述信号处理器；

所述小尺寸仿体设置于所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的扫描区域内，当所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备接收到所述控制处理器发送的扫描指令时，结合系统矩阵扫描参数与被测物体扫描参数，按照所述系统矩阵测量角度序列逐角度逐像素对小尺寸仿体进行扫描，得到各角度下的系统矩阵，并发送所述控制处理器；所述系统矩阵扫描参数包括成像视野离散行数、离散列数、系统矩阵测量角度序列、磁场自由线初始角度、初始感兴趣区域；所述被测物体扫描参数包括磁场自由线初始角度、磁场自由线的旋转次数；

所述信号处理器包括感兴趣区域提取模块、调整模块、循环模块；

所述感兴趣区域提取模块，用于结合所述初始角度的响应信号，提取对应角度下的单角度系统矩阵，重建单角度下的磁粒子图像；根据灰度值对所述单角度下的磁粒子图像进行筛选，得到对应角度下的感兴趣区域；

所述调整模块，用于调整所述磁场自由线的初始角度后，重新获取所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备重新扫描所述待重建目标得到初始角度的响应信号，并跳转感兴趣区域获取单元；其中，调整了所述磁场自由线后的角度包括在所述系统矩阵测量角度内；

所述循环模块，用于循环执行所述调整单元直至调整的次数与所述被测物体扫描参数中的磁场自由线的旋转次数相等，将所有获取的感兴趣区域发送至所述控制处理器；

所述控制处理器包括像素压缩模块和图像重建与显示模块；

所述像素压缩模块，用于将多个所述单角度系统矩阵按照所述磁场自由线的旋转角度进行组合，根据总体感兴趣区域对组合后的系统矩阵进行像素维度的压缩，得到像素压缩的系统矩阵；

所述图像重建与显示模块，用于根据所述像素压缩的系统矩阵和所述待重建目标的响应信号在感兴趣区域内进行磁粒子图像重建，进而得到最终重建的磁粒子图像；所述总体感兴趣区域为多个单角度下的感兴趣区域的交集。

优选的，参见图3，所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备基于激励模块对所述待重建目标进行扫描，所述激励模块用于激发成像视野中的磁粒子产生非线性响应信号；

所述磁场自由线基于梯度模块生成，并通过电控或机械旋转的方式驱动永磁体或电磁铁旋转，从而驱动所述磁场自由线旋转，用于重建中实现磁粒子的空间解码；

所述初始角度的响应信号基于接收模块生成，所述接收模块用于探测磁粒子的非线性响应信号，从而得到所述初始角度的响应信号。

其中，所述激励模块包括信号发生器、功率放大器、带通滤波器和谐振电路；

所述信号发生器用于产生激励信号并输入至所述功率放大器中进行信号放大，放大后输入至所述带通滤波器中进行带通滤波，带通滤波后输入至谐振电路中进行降低负载，将经过了所述谐振电路的激励信号输入至所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的激励线圈中；

所述接收模块包括低通滤波器、陷波滤波器和低噪声放大器；

所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备将所述单次扫描的粒子信号输入至所述低通滤波器中进行低通滤波，在低通滤波后的所述粒子信号输入至陷波滤波器中进行陷波滤波，在陷波滤波后的所述粒子信号输入至所述低噪声放大器中进行信号放大，在信号放大后的粒子信号输入至感兴趣区域提取与像素压缩模块。所述粒子信号为响应信号。

本发明第二实施例，提出了一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法，基于第一实施例的一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像系统，该方法包括如下步骤：

步骤S10，获取所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的系统矩阵扫描参数与被测物体扫描参数；所述系统矩阵扫描参数包括成像视野离散行数、离散列数、系统矩阵测量角度序列、磁场自由线初始角度、初始感兴趣区域；所述被测物体扫描参数包括磁场自由线初始角度、磁场自由线的旋转次数；

步骤S20，根据所述系统矩阵扫描参数，按照所述系统矩阵测量角度序列逐角度逐像素对小尺寸仿体进行扫描，得到各角度下的系统矩阵并储存；

步骤S30，将所述待重建目标移动至所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的成像视野中心，基于所述被测物体扫描参数，利用磁场自由线从初始角度开始对所述待重建目标进行扫描，得到初始角度的响应信号，并提取对应角度下的单角度系统矩阵，重建单角度下的磁粒子图像；

步骤S40，根据灰度值对所述单角度下的磁粒子图像进行筛选，得到对应角度下的感兴趣区域；

步骤S50，调整所述磁场自由线的初始角度后，跳转至步骤S30，并重复执行步骤S30-步骤S50，直至调整的次数与所述被测物体扫描参数中的磁场自由线的旋转次数相等，跳转至步骤S60；其中，调整了所述磁场自由线后的角度包括在所述系统矩阵测量角度内；

步骤S60，将多个所述单角度系统矩阵按照所述磁场自由线的旋转角度进行组合，根据总体感兴趣区域对组合后的系统矩阵进行像素维度的压缩，得到像素压缩的系统矩阵；根据所述像素压缩的系统矩阵和所述待重建目标的响应信号在感兴趣区域内进行磁粒子图像重建，得到最终重建的磁粒子图像；所述总体感兴趣区域为多个单角度下的感兴趣区域的交集。

为了更清晰地对本发明的一种基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法进行说明，下面结合图1对本发明实施例中各步骤展开详述，各步骤详细描述如下：

在步骤S10之前，本发明还包括搭建基于磁场自由线的磁粒子成像设备，本发明提出的方法可适用于开放式、闭孔式、单边式三种形式的FFL-MPI成像设备，设备简图如图2所示。不同类型的MPI设备均包含梯度生成模块1，用于生成磁场自由线；驱动模块2，在空间中生成动态激励场与扫描场，用于驱动磁场自由线在成像视野内扫描；接收模块3，用于接收粒子在动态场中被激发产生的非线性响应信号。

步骤S10，获取所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的系统矩阵扫描参数与被测物体扫描参数；所述系统矩阵扫描参数包括成像视野离散行数、离散列数、系统矩阵测量角度序列、磁场自由线初始角度、初始感兴趣区域；所述被测物体扫描参数包括磁场自由线初始角度、磁场自由线的旋转次数；

对于基于系统矩阵的FFL-MPI重建，需要多个角度磁场自由线的扫描以保证重建图像的质量。因此，扫描前需要确定磁场自由线初始角度

系统矩阵的行表示频率维度，代表磁粒子响应信号中的有用频点；列为像素维度，代表成像视野离散的像素点。因此，根据成像需求，扫描前需要确定成像视野离散的行数

步骤S20，根据所述系统矩阵扫描参数，按照所述系统矩阵测量角度序列逐角度逐像素对小尺寸仿体进行扫描，得到各角度下的系统矩阵并储存；

本发明中，在每个角度下测量得到视野内的系统矩阵

其中，

步骤S30，将所述待重建目标移动至所述基于磁场自由线的磁粒子成像设备的成像视野中心，基于所述被测物体扫描参数，利用磁场自由线从初始角度开始对所述待重建目标进行扫描，得到初始角度的响应信号，并提取对应角度下的单角度系统矩阵，重建单角度下的磁粒子图像；

本发明中多个单角度的响应信号为

本发明中所述单角度下的磁粒子图像

；

其中，r为下标，表示第r次旋转后进行的测量，

步骤S40，根据灰度值对所述单角度下的磁粒子图像进行筛选，得到对应角度下的感兴趣区域；

本发明如图5所示，在每个角度下进行成像时，若磁场自由线上存在磁粒子，重建结果种会在整条线上显示出灰度值。因此可以认为单角度成像中有灰度值显示的为感兴趣区域，其余像素点认为对成像无贡献的冗余像素，可将其删除。

在图5中，“H”型仿体，直线为磁场自由线，箭头表示扫描方向；左图为单角度磁场自由线扫描成像效果；右图为感兴趣区域组合结果。

所述感兴趣区域

；

其中，red为下标，表示像素压缩处理后的信号，

其中，感兴趣区域

其中，在基于单角度的磁场自由线扫描中，如果沿磁场自由线方向的像素没有磁粒子存在，重建图像沿着该磁场自由线的方向的灰度值也将为0。据此，可将单角度重建图像中灰度值为0的像素作为冗余像素筛除，认为灰度值大于0的像素点为磁粒子可能分布区域，即感兴趣区域。

步骤S50，调整所述磁场自由线的初始角度后，跳转至步骤S30，并重复执行步骤S30-步骤S50，直至调整的次数与所述被测物体扫描参数中的磁场自由线的旋转次数相等，跳转至步骤S60；其中，调整了所述磁场自由线后的角度包括在所述系统矩阵测量角度内；

本发明中，调整所述磁场自由线的初始角度，其方法为：

将初始角度下的所述磁场自由线进行扫描得到的感兴趣区域作为初始感兴趣区域，计算所述初始感兴趣区域在系统矩阵测量角度序列对应每个角度方向上的长度，并选取最长的长度对应的角度，作为第一角度；

将所述磁场自由线的角度调整至与所述第一角度垂直的角度。

其中，当前研究中的磁场自由线角度旋转序列通常为均匀角度旋转、随机角度旋转或黄金角度旋转。若在本研究中使用现有旋转序列，在有限的旋转次数中，可能导致感兴趣区域压缩度不足。因此，针对本发明，提出一种自适应角度选择方法，并结合梯度生成模块实现自适应角度选择方法与旋转模块。

该方法的目的为最快速地筛选出感兴趣区域，即使在旋转角度较少的情况下，也能实现像素维度的最大压缩。

首先，通过初始磁场自由线角度扫描（初始角度设为0），得到初始感兴趣区域，对该初始感兴趣区域计算系统矩阵测量角度序列对应每个角度方向上的长度，选取最长的角度，认为该方向上可能的像素冗余最多。下一次扫描中让磁场自由线垂直于该最大冗余角度进行扫描，直到达到设定的旋转次数（该过程不对同一角度进行重复扫描）。

每次筛选出下一次扫描角度后，反馈给控制器，由控制器控制梯度模块实现对磁场自由线的移动。对于可由电控方法旋转磁场自由线的设备，控制各梯度线圈的直流电大小，实现磁场自由线的旋转；对于使用机械旋转方式旋转磁场自由线的设备，控制旋转台进行移动，实现磁场自由线的旋转。

步骤S60，将多个所述单角度系统矩阵按照所述磁场自由线的旋转角度进行组合，根据总体感兴趣区域对组合后的系统矩阵进行像素维度的压缩，得到像素压缩的系统矩阵；根据所述像素压缩的系统矩阵和所述待重建目标的响应信号在感兴趣区域内进行磁粒子图像重建，得到最终重建的磁粒子图像；所述总体感兴趣区域为多个单角度下的感兴趣区域的交集。

其中，像素压缩的系统矩阵

。

其中，结合多个角度的单角度重建图像的信息即可将系统矩阵像素维度M压缩为

参见图7，本发明经过像素缩减后的系统矩阵规模更小，使得重建速度更快，并且由于在筛选感兴趣区域后的求解过程中，排除了无关像素点带来的干扰，使得求解结果的噪声更小，最终重建图像的质量更高（以结构相似性SSIM、峰值信噪比PSNR、均方误差MSE指标进行评价），如图6所示，图6中，左图为真实值；中图为完整系统矩阵；右图为像素压缩系统矩阵。

其中，本发明中的被测物体即为待重建目标。

其中，“在感兴趣区域内进行磁粒子图像重建”为在总体感兴趣区域内进行磁粒子图像重建。

在本实施例中，该实验中设定

本发明第三实施例的一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法。

本发明第四实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的基于系统矩阵像素压缩的磁粒子成像方法。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

下面参考图8，其示出了用于实现本申请方法、系统、设备实施例的服务器的计算机系统的结构示意图。图8示出的服务器仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，计算机系统包括中央处理单元(CPU，Central Processing Unit)801，其可以根据存储在只读存储器(ROM，Read Only Memory)802中的程序或者从存储部分808加载到随机访问存储器(RAM，Random Access Memory)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O，Input/Output)接口805也连接至总线804。

以下部件连接至I/O接口805：包括键盘、鼠标等的输入部分806；包括诸如阴极射线管(CRT，Cathode Ray Tube)、液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)等以及扬声器等的输出部分807；包括硬盘等的存储部分808；以及包括诸如LAN(局域网，Local AreaNetwork)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分809。通信部分809经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器810也根据需要连接至I/O接口805。可拆卸介质811，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器810上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分808。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分809从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)801执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请上述的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或者是上述两者的任意组合。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可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(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。在本申请中，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。而在本申请中，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申请的操作的计算机程序代码，上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)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。