【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁共振成像，尤其涉及一种快速的超低场磁共振成像系统及方法。
技术介绍
1、超低场磁共振成像技术是一种新型成像技术，相较于传统的磁共振成像技术，具备开放性好、超静音、无需电磁屏蔽、小型轻型化、可移动至患者床旁等优点，将为临床磁共振检查提供了一种低成本、低功耗、以患者为中心的解决方案，也为非影像科室之外的专科和全科诊断提供了新工具。但由于超低场磁共振信号微弱且容易受到噪声等干扰，导致成像质量低下，图像分辨率不够高。
2、目前提高超低场磁共振图像质量的方法主要包括多次平均、插值法以及图像重建算法等。但多次平均方法在一定程度上提高了图像质量，但需要耗费大量时间和资源，成本较高；另外，图像缺乏细节和清晰度，不够精准。插值法虽然时间成本低，但对图像质量的提升较小，且效果不稳定。而仅仅依靠传统的图像重建算法，超低场磁共振成像的图像质量在空间分辨率、信噪比、伪影水平等方面仍存在一定的不足。这些不足受限于磁共振信号产生的基本原理，即其强度与主磁场强度的平方成正比。同时，典型的mri分辨率有时是各向异性的，临床mri往往需要扫描多个方向，进一步延长了总扫描时间。而相对较低的图像质量或较长的扫描时间将导致诊断效果不理想，严重阻碍超低场磁共振在临床实践中的广泛应用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种快速的超低场磁共振成像系统，包括：
2、数据采集模块，用于采集降采样的三维超低场磁共振k空间数据；
3、数据处理模块，连接所述数据
4、图像增强模块，连接所述数据处理模块，用于将所述三维各向同性超低场磁共振图像输入预先训练得到的图像增强模型中得到全采样的三维磁共振增强图像。
5、优选的，降采样的三维超低场磁共振k空间数据为二维傅里叶降采样的磁共振k空间数据，其中，t1加权磁共振数据采用ir-fse序列进行采集，t2加权磁共振数据采用fse序列进行采集。
6、优选的，所述数据处理模块中，对所述三维超低场磁共振k空间数据进行处理包括对所述三维超低场磁共振k空间数据进行补零填充和傅里叶变换，以得到所述三维各向同性超低场磁共振图像。
7、优选的，还包括模型训练模块，连接所述图像增强模块，所述模型训练模块包括：
8、第一处理单元，用于获取多个三维全采样磁共振图像，并对各所述三维全采样磁共振图像进行k空间裁剪得到具有第一图像质量的三维各向同性磁共振图像；
9、第二处理单元，连接所述第一处理单元，用于在所述三维各向同性磁共振图像上添加噪声，随后对添加噪声后的所述三维各向同性磁共振图像依次进行k空间裁剪、傅里叶降采样、补零填充和傅里叶变换得到具有第二图像质量的三维各向同性磁共振图像；
10、所述第一图像质量高于所述第二图像质量；
11、训练单元，分别连接所述第一处理单元和所述第二处理单元，用于将具有所述第一图像质量的所述三维各向同性磁共振图像和对应的具有第二图像质量的所述三维各向同性磁共振图像作为训练图像对，以训练得到所述图像增强模型。
12、优选的，所述图像增强模型的网络结构包括：
13、第一卷积模块，所述第一卷积模块的输入为所述图像增强模型的输入，所述第一卷积模块的输出连接多尺度特征提取模块的输入；
14、空间注意力模块，所述空间注意力模块的输入连接所述多尺度特征提取模块的输出，所述空间注意力模块的输出连接第二卷积模块的输入；
15、第一通道注意力卷积模块，所述第一通道注意力卷积模块的输入连接所述第二卷积模块的输出，所述第一通道注意力卷积模块的输出连接亚像素卷积模块的输入；
16、第一卷积层，所述第一卷积层的输入连接所述亚像素卷积模块的输出，所述图像增强模型的输入经过上采样后与所述第一卷积层的输出进行体素强度相加，作为所述图像增强模型的输出。
17、优选的，所述多尺度特征提取模块包括：
18、第一跨步卷积模块，所述第一跨步卷积模块的输入连接所述第一卷积模块的输出，所述第一跨步卷积模块的输出连接第二通道注意力卷积模块的输入；
19、第三通道注意力卷积模块，所述第三通道注意力卷积模块的输入连接所述第二通道注意力卷积模块的输出，所述第三通道注意力卷积模块的输出连接第四通道注意力卷积模块的输入；
20、第一上采样层，所述第一上采样层的输入连接所述第四通道注意力卷积模块的输出，所述第一上采样层的输出和所述第三通道注意力卷积模块的输出进行通道拼接后连接第一残差通道注意力模块的输入；
21、第二上采样层，所述第二上采样层的输入连接所述第一残差通道注意力模块的输出，所述第二上采样层的输出和所述第二通道注意力卷积模块的输出进行通道拼接后连接第二残差通道注意力模块的输入；
22、第二跨步卷积模块，所述第二跨步卷积模块的输入连接所述第二残差通道注意力模块的输出，所述第二跨步卷积模块的输出连接所述空间注意力模块的输入。
23、优选的，所述第一通道注意力卷积模块、所述第二通道注意力卷积模块、所述第三通道注意力卷积模块和所述第四通道注意力卷积模块均包括依次连接的第三残差通道注意力模块、跨步卷积层和带泄露线性整流函数。
24、优选的，所述第一残差通道注意力模块、所述第二残差通道注意力模块和所述第三残差通道注意力模块均包括：
25、依次连接的第二卷积模块、第二卷积层和通道注意力模块，且所述第二卷积模块的输入与所述通道注意力模块的输出进行体素强度相加后作为所述第一残差通道注意力模块、所述第二残差通道注意力模块和所述第三残差通道注意力模块的输出。
26、本专利技术还提供一种快速的超低场磁共振成像方法，应用于上述的超低场磁共振成像系统，所述超低场磁共振成像方法包括：
27、步骤s1，所述超低场磁共振成像系统采集降采样的三维超低场磁共振k空间数据；
28、步骤s2，所述超低场磁共振成像系统对所述三维超低场磁共振k空间数据进行处理得到三维各向同性超低场磁共振图像；
29、步骤s3，所述超低场磁共振成像系统将所述三维各向同性超低场磁共振图像输入预先训练得到的图像增强模型中得到全采样的三维磁共振增强图像。
30、优选的，执行所述步骤s1之前，还包括模型训练过程，包括：
31、步骤a1，所述超低场磁共振成像系统获取多个三维全采样磁共振图像，并对各所述三维全采样磁共振图像进行k空间裁剪得到具有第一图像质量的三维各向同性磁共振图像；
32、步骤a2，所述超低场磁共振成像系统在所述三维各向同性磁共振图像上添加噪声，随后对添加噪声后的所述三维各向同性磁共振图像依次进行k空间裁剪、傅里叶降采样、补零填充和傅里叶变换得到具有第二图像质量的三维各向同性磁共振图像；
33、所述第一图像质量高于所述第二图像质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速的超低场磁共振成像系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，降采样的三维超低场磁共振K空间数据为二维傅里叶降采样的磁共振K空间数据，其中，T1加权磁共振数据采用IR-FSE序列进行采集，T2加权磁共振数据采用FSE序列进行采集。
3.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，所述数据处理模块中，对所述三维超低场磁共振K空间数据进行处理包括对所述三维超低场磁共振K空间数据进行补零填充和傅里叶变换，以得到所述三维各向同性超低场磁共振图像。
4.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，还包括模型训练模块，连接所述图像增强模块，所述模型训练模块包括：
5.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，所述图像增强模型的网络结构包括：
6.根据权利要求5所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，所述多尺度特征提取模块包括：
7.根据权利要求6所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，所述第一通道注意力卷积模块、所述第二通道注意力卷积模块
8.根据权利要求7所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，所述第一残差通道注意力模块、所述第二残差通道注意力模块和所述第三残差通道注意力模块均包括：
9.一种快速的超低场磁共振成像方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任意一项所述的超低场磁共振成像系统，所述超低场磁共振成像方法包括：
10.根据权利要求9所述的超低场磁共振成像方法，其特征在于，执行所述步骤S1之前，还包括模型训练过程，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种快速的超低场磁共振成像系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，降采样的三维超低场磁共振k空间数据为二维傅里叶降采样的磁共振k空间数据，其中，t1加权磁共振数据采用ir-fse序列进行采集，t2加权磁共振数据采用fse序列进行采集。
3.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，所述数据处理模块中，对所述三维超低场磁共振k空间数据进行处理包括对所述三维超低场磁共振k空间数据进行补零填充和傅里叶变换，以得到所述三维各向同性超低场磁共振图像。
4.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，还包括模型训练模块，连接所述图像增强模块，所述模型训练模块包括：
5.根据权利要求1所述的超低场磁共振成像系统，其特征在于，所述图像增强模型的网络结构包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：肖林芳，朱瑞星，
申请(专利权)人：杭州微影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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