[發明專利]一種時空編碼磁共振成像超分辨率重建方法及系統

有效

• 申請號: 202110141998.7
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112924913B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 蔡淑惠;向鵬程;蔡聰波;王杰超;陳忠
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01R33/54
• 分類號: G01R33/54
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明提供了一種時空編碼磁共振成像超分辨率重建方法及系統。本發明根據待測樣品的特征生成設定量的模擬樣品；根據待測樣品的時空編碼磁共振成像信號采集方案確定模擬實驗方案；根據模擬實驗方案生成深度神經網絡的訓練樣本集；確定用于時空編碼磁共振成像重建的深度神經網絡；采用訓練樣本集訓練深度神經網絡，獲得訓練好的深度神經網絡；對待測樣品的時空編碼磁共振成像信號進行預處理，獲得待測樣品的待重建時空編碼磁共振成像數據；將待重建時空編碼磁共振成像數據輸入訓練好的深度神經網絡，獲得待測樣品的高分辨率時空編碼磁共振圖像。本發明解決了現有重建方法迭代求解時間長、重建結果未能完全消除混疊偽影、圖像邊緣信息模糊等問題。

技術領域

本發明涉及超分辨率重建技術領域，特別是涉及一種時空編碼磁共振成像超分辨率重建方法及系統。

背景技術

超快速磁共振成像對于時間分辨率要求高的臨床應用和科研具有重要意義，目前應用最廣泛的超快速磁共振成像方法是回波平面成像(Echo Plane Imaging,EPI)。然而EPI仍有著其局限性，特別是在高場條件下，磁場不均勻會造成嚴重的圖像扭曲。2006年Frydman小組提出了時空編碼磁共振成像(Spatiotemporally EncodedMagneticResonance Imaging,SPEN MRI)方法。SPEN MRI在保持超快速成像良好的時間分辨率的同時，對磁場不均勻和化學位移偽影有較強的抵抗性，但是其空間相位編碼特性決定了其圖像固有的空間分辨率較低，因此，通常需要對原始圖像信號進行超分辨率重建。

目前已有不少SPEN MRI重建方法，例如共軛梯度下降法、部分傅里葉法、去卷積法、超分辨率增強邊緣鬼影去除重建方法、基于殘差網絡的重建方法等。然而，這些方法存在迭代求解時間長、重建結果未能完全消除混疊偽影、重建結果圖像邊緣信息模糊等問題。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種時空編碼磁共振成像超分辨率重建方法及系統，以獲得高分辨率時空編碼磁共振圖像。

為實現上述目的，本發明提供了一種時空編碼磁共振成像超分辨率重建方法，所述方法包括：

S1：根據待測樣品的特征生成設定量的模擬樣品；

S2：根據待測樣品的時空編碼磁共振成像信號采集方案確定模擬實驗方案；

S3：根據所述模擬實驗方案，生成深度神經網絡的訓練樣本集；

S4：確定用于時空編碼磁共振成像重建的深度神經網絡；

S5：采用所述訓練樣本集對所述深度神經網絡進行訓練，獲得訓練好的深度神經網絡；

S6：對待測樣品的時空編碼磁共振成像信號進行預處理，確定待測樣品的待重建時空編碼磁共振成像數據；

S7：將所述待測樣品的待重建時空編碼磁共振成像數據輸入所述訓練好的深度神經網絡進行重建，獲得待測樣品的高分辨率時空編碼磁共振圖像。

可選地，所述根據待測樣品的時空編碼磁共振成像信號采集方案確定模擬實驗方案，具體包括：

S21：確定采集待測樣品的時空編碼磁共振成像信號的脈沖序列；

S22：確定chirp脈沖的帶寬和持續時間、采樣回波鏈時間、采樣點數；

S23：根據實際實驗條件，對不均勻的背景場進行建模，得到背景場模型。

可選地，所述根據所述模擬實驗方案，生成深度神經網絡的訓練樣本集，具體包括：

S31：根據所述模擬實驗方案對所述模擬樣品進行模擬采樣，獲得所述模擬樣品的時空編碼磁共振成像欠采樣信號；

S32：對所述模擬樣品的時空編碼磁共振成像欠采樣信號進行預處理，獲得預處理后的模擬樣品的時空編碼磁共振成像欠采樣數據；