[发明专利]不均匀磁场下回波平面成像无参考扫描图像畸变矫正方法

摘要

不均匀磁场下回波平面成像无参考扫描图像畸变矫正方法，涉及核磁共振成像重建方法。利用单扫描回波平面成像序列对信号进行编码和采样，在一次90°脉冲激发后，通过一系列回波梯度采样获得整个k空间信号，不均匀磁场的影响在整个采样过程中积累。采样的信号通过二维傅里叶变换重建出图像，其中实部和虚部分别作为残差神经网络的输入。神经网络的训练来自于模拟数据集。首先随机生成标签，然后根据采样条件获得与标签对应的畸变的图像用于输入。批量生成多组数据用于训练网络。调整网络的超参数以保证训练误差能够收敛。最后导入训练好的网络参数并输入实测单扫描回波平面成像数据，可以获得无畸变的图像。

主权项

1.不均匀磁场下回波平面成像无参考扫描图像畸变矫正方法，其特征在于包括以下步骤：1)将待测样品放置在实验床上并固定好，将装有实验样品的实验床送入磁共振成像仪的检测腔；2)在磁共振成像仪的操作台上打开成像仪操作软件，首先对实验样品进行定位，然后进行调谐、匀场、频率校正和功率校正；3)导入编译好的回波平面成像序列，设置脉冲序列的各个参数，检查实验参数设置是否正确；所述回波平面成像序列包含：90°sinc射频脉冲、层选梯度G_ss、频率维偏置梯度G_a和读出梯度G_ro、相位维偏置梯度G_e和相位编码梯度G_pe；G_a的面积为第一个G_ro面积的一半，方向相反；G_e的面积为所有G_pe面积的一半，方向相反；90°sinc射频脉冲结合层选梯度G_ss进行层选；G_ro和G_pe相结合，实现对自旋信号的采集；4)执行步骤3)设置好参数的回波平面成像序列，开始采样，数据采样完成后，保存k空间数据并执行下一步骤；5)对步骤4)得到的k空间数据通过快速傅里叶变换转换到图像域，对图像域归一化处理，得到实验数据，具体方法为：对步骤4)得到的k空间数据进行分析，并对不均匀磁场条件下核自旋演化进行理论推导；在采样期，核自旋相位表达式如下：其中，γ为核自旋的旋磁比，B_inh(x,y)为采样点磁场强度相对静磁场B₀的偏差，(x,y)和(k_x,k_y)分别对应核自旋在实空间和k空间的位置；t表示为：t_c为施加射频脉冲到采样开始的时间间隔，T_ro和T_pe分别对应梯度G_ro和G_pe的作用时间，N为频率维的采样点数，m表示采样点在k空间对应的相位维行数，n表示采样点在k空间对应的频率维列数；采样信号和自旋密度的关系为：ρ为核自旋密度，最后通过傅里叶变换得到图像域的图像；6)根据实验样品的特征生成模板，根据实验采样参数设置模拟用的序列参数并对模板进行采样，然后通过快速傅里叶变换将k空间数据转换到图像域，对图像域归一化处理得到训练集；7)采用TensorFlow深度学习框架和Python搭建神经网络模型，设置好训练超参数；8)采用步骤6)得到的训练集训练网络，直至网络收敛并达到稳定，得到训练好的网络模型，然后利用训练好的网络模型对步骤5)得到的实验数据进行重建，得到无畸变的回波平面成像图像。