[发明专利]一种基于扩展指数模型对磁共振信号降噪的方法和设备

权利要求书

1.一种基于扩展指数模型对磁共振信号降噪的方法，其特征在于，包括：

采集非均匀场下待降噪的第一磁共振信号；

根据所述第一磁共振信号的衰减特性，构建扩展指数模型，包括：

将所述扩展指数模型作为目标函数，对所述第一磁共振信号进行拟合，得到所述第一磁共振信号的衰减初始值和参数值；

基于所述衰减初始值和所述参数值对所述扩展指数模型进行重建，得到降噪后的第二磁共振信号；

根据所述第一磁共振信号的衰减特性，构建所述扩展指数模型的函数表达式如下：

S(t)＝S₀e^-(λt)β，0＜β＜1； (6)

其中，S₀表示衰减初始值，λ表示复合指数衰减时间常数，β表示扩展指数修正因子，t表示衰减时间，S(t)表示呈e指数衰减的第一磁共振信号；

在将所述扩展指数模型作为目标函数之前，所述方法还包括：

测量所述第一磁共振信号的信噪比，并根据所述信噪比确定所述扩展指数修正因子的取值范围；

当所述第一磁共振信号为单组时，将所述扩展指数模型作为目标函数，对所述第一磁共振信号进行拟合，包括：

将所述扩展指数模型作为目标函数，并根据所述扩展指数修正因子的取值范围，确定所述第一磁共振信号的拟合函数表达式，如下：

其中，S₀₁表示单组第一磁共振信号的初始衰减值，λ₁表示第一复合指数衰减时间常数，t₁表示单组第一磁共振信号的衰减时间，β₁表示第一扩展指数修正因子，s(t₁)表示单组第一磁共振信号，a₁为常数，根据经验预先确定，噪声值越大时，β₁的值越趋近于1，SNR₁表示单组第一磁共振信号的信噪比；

基于所述衰减初始值和所述参数值对所述扩展指数模型进行重建，得到降噪后的第二磁共振信号，包括：

将拟合得到的衰减初始值S₀₁、所述第一复合指数衰减时间常数λ₁以及第一扩展指数修正因子β₁输入至所述扩展指数模型进行重建，重建后的扩展指数模型的函数表达式如下：

其中，表示降噪后的第二磁共振信号。

2.根据权利要求1所述的基于扩展指数模型对磁共振信号降噪的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第二磁共振信号输入到原始指数模型，并对所述原始指数模型进行重建；

利用重建后的原始指数模型拟合计算横向弛豫时间和/或扩散衰减系数。

3.根据权利要求1所述的基于扩展指数模型对磁共振信号降噪的方法，其特征在于，当所述第一磁共振信号有多组时，在将扩展指数模型作为目标函数之前，所述方法还包括：

采用如下公式对多组第一磁共振信号进行归一化处理；

其中，s(t₂)表示归一化前的多组第一磁共振信号，max(s(t₂))表示多组第一磁共振信号中的信号最大值，表示归一化后的多组第一磁共振信号，t₂表示多组第一磁共振信号的衰减时间。

4.根据权利要求3所述的基于扩展指数模型对磁共振信号降噪的方法，其特征在于，当所述第一磁共振信号为多组时，将所述扩展指数模型作为目标函数，对所述第一磁共振信号进行拟合，包括：

将所述扩展指数模型作为目标函数，并根据所述扩展指数修正因子的取值范围，确定多组所述第一磁共振信号的拟合函数表达式，如下：

其中，S_02，d表示多组第一磁共振信号的初始衰减值，m表示信号组的数量，d表示m个信号组中的第d个信号组，λ₂表示第二复合指数衰减时间常数，β₂表示第二扩展指数修正因子，a₂为常数，根据经验预先确定，噪声值越大时，β₂的值越趋近于1，SNR₂表示每组第一磁共振信号的信噪比。