[發明專利]一種基于核函數的磁共振成像設備電磁噪聲非線性抑制方法

在審

• 申請號: 202310201360.7
• 申請日: 2023-03-02
• 公開（公告）號: CN116466280A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 徐征;楊磊;何為
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R33/56
• 分類號: G01R33/56;G06F17/16
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發明涉及一種基于核函數的磁共振成像設備電磁噪聲非線性抑制方法，屬于核磁共振技術領域。磁共振信號通道與電磁噪聲參考通道同步采集得到各通道K空間數據，并選取外圍數據作為校準數據。將參考通道校準數據通過核函數方法非線性映射至高維特征空間，在該特征空間中對原始空間核磁通道中的校準數據擬合并求解各參考通道轉移系數。然后將參考通道完整k空間數據使用相同的核函數映射至特征空間，并乘以對應的轉移系數；即可得到核磁通道電磁噪聲的擬合值。最后，將該擬合值從受污染的核磁信號中減去，實現抑制或者消除電磁噪聲目的。

技術領域

本發明屬于核磁共振技術領域，涉及一種基于核函數的磁共振成像設備電磁噪聲非線性抑制方法。

背景技術

磁共振成像系統一般工作于多噪聲源、動態變化的復雜電磁環境中，傳統的磁共振成像設備需要在專門的屏蔽環境(例如，特殊的屏蔽房、屏蔽艙、屏蔽籠等)中工作。目前，為將磁共振成像系統應用于床旁監護、院前診斷等領域，一些主動降噪系統被提出用以取代傳統的被動電磁屏蔽方法。然而，以閾值降噪和圖像濾波方法為代表的基于圖像后處理的主動降噪系統一般僅針對某些特定的干擾，而且原始圖像中某些重要的信息在處理之后可能丟失。此外，以低秩矩陣分解、模型擬合、基于深度學習的參考通道法等信號處理方法為代表的主動降噪系統仍分別具有可抑制干擾類型單一，模型參數訓練所需數據量大且無法涵蓋所有干擾，訓練數據采集以及神經網絡訓練所需時間長等弊端。近期，以傅里葉變換、小波分析、時域分析為代表的信號處理方法對同步采集的磁共振信號通道以及電磁噪聲參考通道信號進行時域、頻域或者時頻域的處理以達到主動降噪的目的，可以較為有效地應對上述算法所具有的弊端。該算法的本質是基于磁共振信號通道與各電磁噪聲參考通道噪聲信號的相似性，通過線性擬合的方法將電磁噪聲參考通道噪聲信號線性地映射為磁共振信號通道中的電磁噪聲信號。然而，由磁共振信號產生原理可知，即使同一噪聲源在不同位置以及不同結構的線圈中所產生的信號間存在非線性關系。同時，磁共振成像系統的采集電路中各通道之間也會存在一定的非線性關系。因此，上述算法中線性映射后的參考通道噪聲不能準確地描述磁共振信號通道中的電磁噪聲，進而導致降噪效能的不足。由此，我們提出一種基于核函數的磁共振成像設備電磁噪聲非線性抑制方法，來解決此項問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于核函數的磁共振成像設備電磁噪聲非線性抑制方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于核函數的磁共振成像設備電磁噪聲非線性抑制方法，該方法為：

選擇核函數和K空間鄰域大小分別用于將電磁參考通道的噪聲進行非線性映射，以及在校準數據中構建用以計算非線性轉移系數矩陣的目標矩陣及校準源矩陣；在全部K空間范圍內，由特征空間中的電磁噪聲參考通道數據構建的重構源矩陣乘以非線性轉移系數矩陣，得到非線性擬合的磁共振信號通道中的電磁噪聲的擬合值；將受污染的磁共振信號通道K空間數據減去求得的擬合值達到電磁噪聲抑制的目的。

可選的，在所述磁共振信號通道采集受污染的磁共振信號時，通過電磁噪聲參考通道對電磁干擾同步采集；利用磁共振信號通道和電磁噪聲參考通道額外采集校準數據或者選取各通道K空間數據的一部分作為校準數據；選擇合適的核函數通過非線性映射的方法將校準數據從線性不可分的低維空間映射至線性可分的高維特征空間，在該特征空間中磁共振信號通道的校準數據由電磁噪聲參考通道的校準數據線性表示。