[发明专利]一种基于复值独立分量分析的磁共振图像分离方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于复值独立分量分析的磁共振图像分离方法及装置，将多个通道线圈的MRI数据压缩为少量通道；再将采集的频域数据傅里叶变换到图像域；将整个图像均分成重叠的各个小块；对于每一个小块应用基于复值的ICA，得到没有混叠的图像。本发明利用核磁共振成像多线圈之间的冗余信息和复数值独立分量分析(cICA)来分离和重建MR图像。将图像分块后进行ICA分解，最后重建出无混叠的成像图像。和传统方法相比可以在采集数据更少的情况下有效去除混叠现象。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术技术领域，具体为一种基于复值独立分量分析的磁共振图像分离方法及装置。

背景技术

传统的磁共振图像分离方法中，依靠层面编码方向相控阵线圈空间敏感度的不同来分离混叠层面信号，但当层选方向线圈的编码能力较弱或者当同时采集的相邻层面距离较近时，混叠图像分离的效果较差，图像信噪比也会降低。采集的相邻层面的图像混叠伪影较重，图像变形严重，限制了其在临床中的应用，需要采集较多的数据以有效去除混叠现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于复值独立分量分析的磁共振图像分离方法及装置，本发明本方法基于复制独立分析重建无混叠的成像图像。可以有效减少数据采集需求量。

本发明是这样实现的：

一种基于复值独立分量分析的磁共振图像分离方法，具体按以下步骤执行；具体按以下步骤执行；

S₁：将多个通道线圈的MRI数据压缩为少量通道；

S₂：将采集的频域数据傅里叶变换到图像域；

具体按以下步骤执行，

S_2.1：将图像表示为复值函数，其中xreal为实值部分，i*ximageinary为复值部分，如式(1)；

S_2.2：使用线性混合模型对复值部分进行计算，如式(2)

x(t)＝[x₁(t)，……，x_N(t)]＝As(t)，1≤t≤T

y(t)＝[y₁(t)，……，y_N(t)]＝Wx(t)，1≤t≤T 式(2)

其中，W：分离矩阵A：混合矩阵，s(t)：信号通道，x(t)：输入图像信号，y(t)：输出信号；

S_2.3：使用互信息率作为成本函数，互信息率定义为两个函数单位时间交换的信息量，如式(3)；

其中：L(W)：成本函数Hrate：熵率det(W)：函数矩阵行列式；

S_2.4：其中熵率，如式(4)；

其中，Pj(yi)为连续随机变量的微熵。

S₃：将整个图像均分成重叠的各个小块；小块的尺寸为25*25像素。

S₄：对于每一个小块应用基于复值的ICA，得到没有混叠的图像；具体按以下步骤执行：

S_4.1：通过优化L(W)来最优化x(t)使得图像无混叠

将所有解出的图像块合并生成最终的图像，通过比较重叠区域来校正块的顺序，幅度和相位，然后通过区域生长将它们组合起来，其中第i通道的图像如式(5)；