一种磁共振弥散加权成像方法和装置制造方法及图纸

本申请公开一种磁共振弥散加权成像方法和装置，将临床被测组织经m次激发采集的DWI数据重建为待处理图像。由于预先训练好神经网络，该神经网络能够输出质量高于输入图像的输出图像，因此将质量较差的待处理图像输入神经网络后能够快速获得高质量的DWI图像，即待处理图像对应的输出图像。利用神经网络在提升DWI图像质量同时缩短了DWI图像的重建时间。本申请用于重建待处理图像的数据为临床被测组织经过m次激发采集的DWI数据，激发次数m为大于或等于1的正整数，可以非常小，例如4次、2次甚至单次激发，因此还能够有效缩短扫描时间。相比现有技术，本申请提升高质量DWI图像的获取速度，利于DWI技术在临床上的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振弥散加权成像方法和装置
本申请涉及医学影像
，特别是涉及一种磁共振弥散加权成像方法和装置。
技术介绍
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)作为一种多参数、多对比度的成像技术，是现代医疗影像学中主要的成像方式之一，可以反映组织T1、T2和质子密度等多种特性，可为疾病的检出和诊断提供信息。磁共振成像的基本工作原理是利用磁共振现象，采用射频激励激发人体中的氢质子，运用梯度场进行位置编码，随后采用接收线圈接收带位置信息的电磁信号，最终利用傅里叶变换重建出图像信息。参见图1，该图为一种磁共振系统架构图。磁共振序列是指具有一定带宽和幅度的射频脉冲与梯度脉冲的有机结合。射频脉冲与梯度脉冲不同的组合方式构成不同的磁共振序列，不同的磁共振序列具有其各自的应用特点。平面回波成像(EchoPlanarImaging，EPI)序列是一种超快速成像序列，区别于其他常规的梯度回波序列，EPI序列在施加一次射频脉冲激励后，利用读梯度的连续正反切换，每次切换产生一个梯度回波。如图2所示，该图为一种EPI序列示意图。对这些梯度回波分别施加不同的相位编码，即可通过一次或多次激励采集整个K空间数据。EPI序列在临床磁共振弥散加权成像(DiffusionWeightedImaging，DWI)中得到广泛应用。DWI是无创探测活体组织中水分子弥散的方法，DWI信号主要来源于组织中的细胞外的自由水，不同组织对于自由水弥散限制程度不同，因此DWI可以检测组织中自由水限制性弥散的程度，并通过DWI图像反映出来。自由水弥散越自由，信号丢失越多，DWI图像中对应区域的DWI信号越低；自由水弥散越受限，信号丢失越少，DWI图像中对应区域的DWI信号越高。显示的DWI图像有助于医生辨别脑梗死等脑急性类别疾病的病灶，此外，DWI图像对于肿瘤、感染、外伤和脱髓鞘等病变也能提供一些信息。由于DWI对运动造成的相位变化十分敏感，被测组织中的正常生理运动也有可能在DWI图像中产生运动伪影，这些伪影难以通过校准方式有效改善，同时因为单次激发EPI序列固有问题，例如，成像分辨率不高，变形严重等缺点，致使DWI图像质量较差，影响医学影像分析的准确性。针对这些问题，目前存在多次激发(Multi-shot)方法，通过在读出编码方向上或者在相位编码方向上做Multi-shot，提高DWI图像的质量，但是耗时较长，图像重建通常需要30秒以上，不利于在临床上的应用。
技术实现思路
基于上述问题，本申请提供了一种磁共振弥散加权成像方法和装置，以快速获得高质量的DWI图像。本申请实施例公开了如下技术方案：第一方面，本申请提供一种磁共振弥散加权成像方法，包括：获得临床被测组织经过m次激发采集的弥散加权成像DWI数据；所述m为正整数；利用所述临床被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建获得待处理图像；将所述待处理图像作为预先获得的神经网络的输入，获得所述神经网络的输出图像，将所述输出图像作为所述临床被测组织的DWI最终图像；所述神经网络利用输入集和标注集训练获得，其中，所述输入集包括：由历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建所得的图像，所述标注集包括：由所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据重建所得的图像；所述n为大于所述m的正整数。可选地，由历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建图像，具体包括：从所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中抽取所述历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据；利用抽取到的DWI数据重建图像。可选地，由所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据重建图像，具体包括：对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中各次激发采集的DWI数据进行合并处理，利用处理后的数据重建图像。可选地，所述对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中各次激发采集的DWI数据进行合并处理，利用处理后的数据重建图像，具体包括：对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中经过各次激发采集的DWI数据在图像域或K空间域进行合并处理，利用处理后的数据重建图像。可选地，所述临床被测组织经过m次激发采集的DWI数据、所述历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据以及所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据的K空间采集轨迹一致，所述采集轨迹为以下任意一种：笛卡尔Cartesian采集轨迹，螺旋Spiral采集轨迹或螺旋桨Propeller采集轨迹。第二方面，本申请提供一种磁共振弥散加权成像方法，包括：获得临床被测组织经过m次激发q次平均采集的弥散加权成像DWI数据；所述m与所述q均为正整数；利用所述临床被测组织经过m次激发q次平均采集的DWI数据重建获得待处理图像；将所述待处理图像作为预先获得的神经网络的输入，获得所述神经网络的输出图像，将所述输出图像作为所述临床被测组织的DWI最终图像；所述神经网络利用输入集和标注集训练获得，其中，所述输入集包括：由历史被测组织经过m次激发q次平均采集的DWI数据重建所得的图像，所述标注集包括：由所述历史被测组织经过n次激发p次平均采集的DWI数据重建所得的图像；所述n与所述p均为正整数，1≤m≤n，1≤q≤p，且mq＜np。第三方面，本申请提供一种磁共振弥散加权成像装置，包括：数据获取模块，图像重建模块，图像处理模块和神经网络训练模块；所述数据获取模块，用于获得临床被测组织经过m次激发采集的弥散加权成像DWI数据；所述m为正整数；所述图像重建模块，用于利用所述临床被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建获得待处理图像；所述图像处理模块，用于将所述待处理图像作为预先获得的神经网络的输入，获得所述神经网络的输出图像，将所述输出图像作为所述临床被测组织的DWI最终图像；所述神经网络为所述神经网络训练模块利用输入集和标注集训练获得，其中，所述输入集包括：由历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建所得的图像，所述标注集包括：由所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据重建所得的图像；所述n为大于所述m的正整数。可选地，所述神经网络训练模块还包括：输入集获取单元，用于由历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建图像；所述输入集获取单元，具体包括：数据抽取子单元，用于从所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中抽取所述历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据；图像重建子单元，用于利用抽取到的DWI数据重建图像。可选地，所述神经网络训练模块还包括：标注集获取单元，用于由所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据重建图像；所述标注集获取单元，具体包括：数据处理与图像重建子单元，用于对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中各次激发采集的DWI数据进行合并处理，利用处理后的数据重建图像。可选地，所述数据处理与图像重建子单元，具体用于对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中经过各次激发采集的DWI数据在图像域或K空间域进行合并处理，利用处理后的数据重建图像。第四方面，本申请提供一种磁共振弥散加权成像装置，包括：数据获取模块，图像重建模块，图像处理模块和神经网络训练模块；所述数据获取模块，用于获得临床被测组织经过m次激发q次平均采集的弥散加权成像DWI数据；所述m与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振弥散加权成像方法，其特征在于，包括：获得临床被测组织经过m次激发采集的弥散加权成像DWI数据；所述m为正整数；利用所述临床被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建获得待处理图像；将所述待处理图像作为预先获得的神经网络的输入，获得所述神经网络的输出图像，将所述输出图像作为所述临床被测组织的DWI最终图像；所述神经网络利用输入集和标注集训练获得，其中，所述输入集包括：由历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建所得的图像，所述标注集包括：由所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据重建所得的图像；所述n为大于所述m的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振弥散加权成像方法，其特征在于，包括：获得临床被测组织经过m次激发采集的弥散加权成像DWI数据；所述m为正整数；利用所述临床被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建获得待处理图像；将所述待处理图像作为预先获得的神经网络的输入，获得所述神经网络的输出图像，将所述输出图像作为所述临床被测组织的DWI最终图像；所述神经网络利用输入集和标注集训练获得，其中，所述输入集包括：由历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建所得的图像，所述标注集包括：由所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据重建所得的图像；所述n为大于所述m的正整数。2.根据权利要求1所述的磁共振弥散加权成像方法，其特征在于，由历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据重建图像，具体包括：从所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中抽取所述历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据；利用抽取到的DWI数据重建图像。3.根据权利要求1或2所述的磁共振弥散加权成像方法，其特征在于，由所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据重建图像，具体包括：对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中各次激发采集的DWI数据进行合并处理，利用处理后的数据重建图像。4.根据权利要求3所述的磁共振弥散加权成像方法，其特征在于，所述对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中各次激发采集的DWI数据进行合并处理，利用处理后的数据重建图像，具体包括：对所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据中经过各次激发采集的DWI数据在图像域或K空间域进行合并处理，利用处理后的数据重建图像。5.根据权利要求1或2所述的磁共振弥散加权成像方法，其特征在于，所述临床被测组织经过m次激发采集的DWI数据、所述历史被测组织经过m次激发采集的DWI数据以及所述历史被测组织经过n次激发采集的DWI数据的K空间采集轨迹一致，所述采集轨迹为以下任意一种：笛卡尔Cartesian采集轨迹，螺旋Spiral采集轨迹或螺旋桨Propeller采集轨迹。6.一种磁共振弥散加权成像方法，其特征在于，包括：获得临床被测组织经过m次激发q次平均采集的弥散加权成像DWI数据；所述m与所述q均为正整数；利用所述临床被测组织经过m次激发q次平均采集的DWI数据重建获得待处理图像；将所述待处理图像作为预先获得的神经网络的输入，获得所述神经网络的输出图像，将所述输出图像作为所述临床被测组织的DWI最终图像；所述神经网络利用输入集和标注集训练获得，其中，所述输入集包括：由历史被测组织经过m次激发q次平均采集的DWI数据重建所得的图像，所述标注集包括：由所述历史被测组织经过n次激发p次平均采集的DWI数据重建所得的图像；所述n与所述p均为正整数，1≤m≤n，1≤q≤p，且mq＜np。7.一种磁共振弥散加权成像装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋瑞波，黄峰，
申请(专利权)人：上海东软医疗科技有限公司，东软医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31