[發(fā)明專利]磁共振重建模型訓(xùn)練方法、計(jì)算機(jī)裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111136430.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113920212B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂孟葉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06F9/50
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

1.磁共振重建模型訓(xùn)練方法，其特征在于，包括：

步驟S1、獲取磁共振K空間數(shù)據(jù)，并生成與其對(duì)應(yīng)的磁共振圖像，其中，該磁共振K空間數(shù)據(jù)為K空間采樣密度高于或接近于奈奎斯特頻率的磁共振數(shù)據(jù)；

步驟S2、基于步驟S1所獲取到的數(shù)據(jù)或圖像，獲取存在缺陷的磁共振K空間數(shù)據(jù)或磁共振圖像；

步驟S3、使用步驟S1、S2中的數(shù)據(jù)構(gòu)成多個(gè)圖像重建任務(wù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；

步驟S4、構(gòu)建目標(biāo)模型，使用多個(gè)圖像重建任務(wù)對(duì)目標(biāo)模型進(jìn)行訓(xùn)練，其中，多個(gè)圖像重建任務(wù)包括：K空間補(bǔ)全任務(wù)：由部分缺損的磁共振K空間數(shù)據(jù)恢復(fù)出無(wú)偽影的高信噪比的圖像；圖像補(bǔ)全任務(wù)：由部分缺損的磁共振圖像恢復(fù)出無(wú)偽影的高信噪比的圖像；SMS重建任務(wù)：由層間混疊的磁共振圖像恢復(fù)出各層的高信噪比的圖像；圖像去噪任務(wù)：由低信噪比的磁共振圖像恢復(fù)出高信噪比的圖像；將多個(gè)圖像重建任務(wù)的輸入數(shù)據(jù)分別送入卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)卷積層，并在卷積層輸入和輸出之間設(shè)置有激活函數(shù)；卷積層以1維數(shù)據(jù)的形式輸出至下一層，送入一個(gè)包含公共共享參數(shù)的變形器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其中，該變形器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含若干個(gè)編碼器和若干個(gè)解碼器，每個(gè)編/解碼器由自注意力層、歸一化層、全連接網(wǎng)絡(luò)層組成；變形器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出分別融入對(duì)應(yīng)多個(gè)圖像重建任務(wù)的輸出卷積層，并使用激活函數(shù)進(jìn)行輸出；將多個(gè)圖像重建任務(wù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)隨機(jī)打亂、劃分成批后，送入目標(biāo)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以優(yōu)化其內(nèi)部參數(shù)，使得輸出效果接近目標(biāo)的無(wú)偽影高信噪比圖像，其中，訓(xùn)練使用的損失函數(shù)由各個(gè)任務(wù)的損失函數(shù)加權(quán)相加得到；

步驟S5、獲得訓(xùn)練完成的目標(biāo)模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振重建模型訓(xùn)練方法，其特征在于，在獲得訓(xùn)練完成的目標(biāo)模型后，還執(zhí)行：

獲得實(shí)際采集的磁共振K空間數(shù)據(jù)，使用訓(xùn)練完成的目標(biāo)模型進(jìn)行圖像重建處理，得到磁共振重建圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振重建模型訓(xùn)練方法，其特征在于，在構(gòu)建目標(biāo)模型時(shí)，還執(zhí)行：

針對(duì)特定任務(wù)對(duì)目標(biāo)模型進(jìn)行微調(diào)：在所述步驟S4中，凍結(jié)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入卷積層的參數(shù)和變形器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，使用某一特定任務(wù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，繼續(xù)訓(xùn)練若干輪，調(diào)整該特定任務(wù)對(duì)應(yīng)的輸出卷積層的權(quán)重。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振重建模型訓(xùn)練方法，其特征在于：

在所述步驟S2中，使用磁共振掃描儀或算法仿真得到存在缺陷的磁共振K空間數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括只被部分采集的磁共振K空間數(shù)據(jù)、在部分區(qū)域是沒(méi)有信號(hào)的磁共振圖像、不同層之間相互混疊的磁共振數(shù)據(jù)或者低信噪比的磁共振數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振重建模型訓(xùn)練方法，其特征在于：

在所述步驟S3中，每個(gè)圖像重建任務(wù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包含有多個(gè)訓(xùn)練樣本，其中，每個(gè)訓(xùn)練樣本由一缺損的磁共振K空間數(shù)據(jù)/磁共振圖像和其對(duì)應(yīng)的滿采的高信噪比的磁共振K空間數(shù)據(jù)或圖像組成。

6.一種計(jì)算機(jī)裝置，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)裝置包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述磁共振重建模型訓(xùn)練方法的步驟。

7.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述磁共振重建模型訓(xùn)練方法的步驟。