[发明专利]去除信号中干扰的方法和装置、磁共振系统和存储介质

说明书

本发明实施例中公开了去除目标运动信号中干扰的方法和装置、磁共振系统和存储介质，方法包括：针对复数个通道接收的目标运动信号，利用一抗干扰矩阵进行干扰消除，得到去干扰信号；其中，所述抗干扰矩阵通过如下方法得到：针对所述目标运动信号，获取一设定时间段内复数个通道接收的数据，所述数据构成一参考矩阵；根据当前干扰信号的频率以及所述数据的样本数，得到一频率相关矩阵；利用所述频率相关矩阵和所述参考矩阵，计算得到一干扰系数矩阵；对所述干扰系数矩阵进行特征值和特征向量分解，并将一能量最大的特征向量去除，生成一抗干扰矩阵。本发明实施例中的技术方案能够去除目标运动信号中的干扰信号。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是一种去除目标运动信号中干扰的方法及装置、一种磁共振成像系统、以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振成像的原理主要包括：包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴无一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴，原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频(RF，Radio Frequency)脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，原子核具有了横向磁化分量。

停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。

在磁共振成像过程中，为了获得清晰的临床诊断图像，要求扫描对象在扫描过程中必须保持静止，特别是对于某些运动敏感的序列。但显然，扫描对象的有些运动是无法避免的，例如呼吸、心跳等引起的运动。为了最大限度地减小运动的影响，采用了多种方法来检测这些运动，如呼吸带、步速(PACE)等，通过捕捉这些运动，可以在最小运动时例如患者吸气或呼气的平台期等来触发或门控磁共振成像序列和信号采集。该过程中需要在呼吸波等相关目标运动信号控制精确的情况下才可以获得高质量的图像。上述的呼吸等目标运动信号可称为磁共振成像的导航信号，例如呼吸导航信号或心跳导航信号等。

以呼吸导航为例，目前可通过各种传感器来检测病人的呼吸运动，该传感器可集成在局部线圈中。呼吸传感器包含一个发射天线，射频(RF)信号(在MRI频带之外)通过发射天线发射，并经人体衰减和反射后，由局部线圈接收。接收到的信号振幅/相位随患者的移动而变化。通过对接收到的信号进行分析，可以检测到人体的呼吸运动。

由于上述呼吸信号检测的原理是使用射频信号检测导电物体的运动，因此该方式也可以检测到其他运动，如心跳和金属振动(例如气体管道的1Hz振动)等。而检测到的其他运动信号势必会对呼吸信号产生干扰，从而降低了呼吸信号的导航能力，进而影响图像的成像质量。这类干扰可定义为两种类型。第一，干扰频率是不确定的，比如心跳。第二，干扰频率是确定的，其通常是由系统本身以固定频率振动引起的。例如，在磁体设计中，冷头与磁体一起工作，用于交换压缩机的“冷”空气和磁体的“热”空气，以保持磁体的冷却。冷头以一定的频率工作，例如1Hz。冷头工作时，会引起金属气体管道的1Hz振动。这些信号都会对呼吸信号产生干扰。

为了解决这种特殊的干扰，例如1Hz的振动信号，需要整体上对管道进行较好的固定。例如，使用厚泡沫和丝带。这需要在系统现场进行很好的施工，但事实上，在不同的现场很难保证性能。

发明内容