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本实用新型实施例提供了一种三维心脏图像重建系统，该系统包括：数据采集设备，用于从心肌缺血模型采集心脏核磁共振成像数据，从所述心脏核磁共振成像数据采集心跳运动和呼吸运动的混合信号；信号处理设备，用于对所述心跳运动和呼吸运动的混合信号进行处理，得到频率恒定的心跳运动信号和呼吸运动信号；图像重建设备，用于根据频率恒定的心跳运动信号和呼吸运动信号，将所述心脏核磁共振成像数据重新排列至心脏的各个运动状态图像中，重建三维心脏图像。由于本申请是基于频率恒定的心跳运动信号和呼吸运动信号进行重建三维心脏图像的，从而提高了三维心脏图像的时间分辨率，稳定、高效的获得三维心脏电影图像。