[發(fā)明專利]去除磁共振彌散張量成像噪聲的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410816820.8
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104586394A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 彭璽;梁棟;劉新;鄭海榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;G06T5/00
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發(fā)明涉及了磁共振成像技術，特別是涉及一種去除磁共振彌散張量成像噪聲的方法和系統(tǒng)。

背景技術

彌散張量成像(Diffusion?Tensor?Imaging?DTI)是在彌散加權成像(Diffusion?Weighted?Imaging?DWI)基礎上發(fā)展起來的新的成像方法，其利用水分子的彌散各向異性進行成像，可無損的從微觀領域評價組織結構的完整性，為疾病的預防、診斷及治療提供更多的信息。但是，相比其他的磁共振成像技術，DTI需要較長的掃描時間，且信噪比較低。

為了提高彌散張量成像的信噪比，目前較為直接的方法是通過多次采樣取平均和減小K空間采樣區(qū)域的方法。這些方法在實際中有一定的應用，但會增加掃描時間和影響空間分辨率。另一種常見的方法是在獲取K空間掃描數(shù)據(jù)后，首先重建出彌散加權圖像，然后再運用信號處理的方法對圖像進行去噪，最后，通過去噪后的圖像計算彌散張量及各種彌散參數(shù)，用以生成彌散張量成像圖。該方法應用較廣，但圖像去噪過程中的系統(tǒng)誤差有可能會進一步傳遞到后續(xù)的張量計算中，進而影響各種彌散參數(shù)圖像的質量。

發(fā)明內容

基于此，有必要針對現(xiàn)有技術中的問題，提供一種去除磁共振彌散張量成像噪聲的方法和系統(tǒng)，其可以避免圖像去噪的誤差對彌散張量估計的影響，可以更有效地抑制彌散張量中的噪聲，提高彌散張量的估計精度。

本發(fā)明提供了一種去除磁共振彌散張量成像噪聲的方法，其包括：

圖像數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取磁共振彌散加權圖像所對應的K空間數(shù)據(jù)；

去噪步驟：基于磁共振彌散加權成像模型和采樣噪聲的高斯分布性質，利用彌散加權圖像的稀疏性，采用最大后驗概率估計的方法由所述K空間數(shù)據(jù)獲得每一個空間位置所對應的去噪后的彌散張量矩陣；

彌散參數(shù)計算步驟：基于所述去噪后的彌散張量矩陣，獲得彌散參數(shù)圖。

在其中一個實施例中，所述去噪步驟包括：

基于磁共振彌散加權成像模型和采樣噪聲的高斯分布性質，利用彌散加權圖像的稀疏性，采用最大后驗概率估計的方法構建去噪函數(shù)模型所述去噪函數(shù)模型參見如下述公式(1)：

????公式(1)

其中，表示彌散張量矩陣的估計值，R(·)是作用于彌散加權圖像ρ_m的稀疏約束函數(shù)，λ為相應的正則化參數(shù)；d_m為第m個彌散加權圖像所對應的K空間數(shù)據(jù)；F表示傅立葉編碼矩陣；表示第m個彌散加權圖像ρ_m，其中，I₀表示無彌散加權的參考圖像，為第m個彌散加權圖像的相位，b是彌散加權因子，g_m是第m個彌散加權圖像所對應的彌散梯度向量g_m＝(g_xm,g_ym,g_zm)^T；

利用所述K空間數(shù)據(jù)，求解所述公式(1)獲得每一個空間位置所對應的去噪后的彌散張量矩陣。

在其中一個實施例中，所述稀疏約束函數(shù)約束每個彌散加權圖像的稀疏性。

在其中一個實施例中，所述稀疏約束函數(shù)調用以下公式計算獲得：

R(ρ_m)＝||Ψρ_m||₁

其中，Ψ為運算符、表示稀疏變換，||·||₁表示L₁范數(shù)，ρ_m表示第m個彌散加權圖像。

在其中一個實施例中，所述稀疏約束函數(shù)約束彌散加權圖像的聯(lián)合稀疏性。

在其中一個實施例中，所述稀疏約束函數(shù)調用以下公式計算獲得：