CN112147555A - 呼吸信号分离方法、装置及系统 - Google Patents

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CN112147555A CN201910573794.3A CN201910573794A CN112147555A CN 112147555 A CN112147555 A CN 112147555A CN 201910573794 A CN201910573794 A CN 201910573794A CN 112147555 A CN112147555 A CN 112147555A
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Abstract

本发明提供呼吸信号分离方法、装置及系统。方法包括：在磁共振成像MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系；确定所述数字接收机的每个信道对应的线圈；对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，得到数字接收机的所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，其中，N为MRI系统的线圈的总数，且，若一线圈h当前未被使用，则yh＝0，1≤h≤N；根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算所有线圈的呼吸‑干扰信号分离系数。本发明提高了MRI系统中分离出的呼吸信号的图像质量。

Description

呼吸信号分离方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)技术领域，特别涉及呼吸信号分离方法、装置、MRI系统及可读存储介质。
背景技术
呼吸导航(PT NAV)基于MR(Magnetic Resonance，磁共振)接收器中的呼吸信号调制，可用于呼吸运动跟踪，无需额外的扫描仪集成硬件费用，也无需中断MRI信号采集过程。
目前已经有从MRI系统的线圈的输出信号中获得呼吸信号的方法，这种方法在没有射频脉冲时，根据数字接收机输出的信号Y计算呼吸-干扰信号分离系数矩阵A，再根据公式X＝A-1Y计算出呼吸信号，其中，
Figure BDA0002111534380000011
L为数字接收机的信道数，y1、y2、…、yL分别为数字接收机的信道1、2、…、L输出的信号，
Figure BDA0002111534380000012
其中，Bre为呼吸信号，Dis为干扰信号，
Figure BDA0002111534380000013
其中，[a1,a2,…,aL]为呼吸信号分离系数向量，[b1,b2,…,bL]为干扰信号分离系数向量。
这种方法的缺点如下：
由于通常不可能所有线圈都同时被启用，也无法预测用户需要启用的线圈，因此，不可能得到包含所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数的A矩阵；
另外，每个启用的线圈采集到MR信号时，要将该MR信号分别输出到模拟接收机的一个信道上，再由模拟接收机的信道输出到数字接收机，然后由数字接收机的信道输出到计算设备进行计算。而对不同人体组织进行MRI扫描时，为了保证最佳的成像质量，需要使用不同的线圈组合，这样，就会使得在不同的MRI扫描过程中，同一接收线圈的输出信号被输出到模拟接收机的不同信道上进而输出到数字接收机的不同信道上，这样就会使得针对不同的MRI扫描过程计算出的A中，同一元素对应的是不同线圈的呼吸-干扰信号分离系数。在实际应用中，为了保证针对不同的MRI扫描过程计算出的A中，同一元素对应的是同一线圈的呼吸-干扰信号分离系数，只能在所有的MRI扫描过程中，都使用同一线圈组合，这样的代价就是：成像质量欠佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供呼吸信号分离方法，以提高MRI系统中分离出的呼吸信号的图像质量；
本发明提供呼吸信号分离装置，以提高MRI系统中分离出的呼吸信号的图像质量；
本发明提供MRI系统，以提高MRI系统中分离出的呼吸信号的图像质量；
本发明提供可读存储介质，以提高MRI系统中分离出的呼吸信号的图像质量。
本发明的技术方案是这样实现的：
呼吸信号分离方法，包括：
在磁共振成像MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系；
根据所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，确定所述数字接收机的每个信道对应的线圈；
对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，得到数字接收机的所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，其中，N为MRI系统的线圈的总数，y1,y2,y3,...,yN分别为以对应线圈的标号1,2,3,...,N标识的数字接收机的各信道的输出信号，且，若一线圈h当前未被使用，则yh＝0，1≤h≤N；
根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数。
一较佳实施例中，所述计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数之后进一步包括：
根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]和所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
所述在射频脉冲未发射时包括：非MRI检查期间，或/和，每一次MRI检查开始后且该次检查的MRI射频脉冲未发射时，其中，所述非MRI检查期间包括：第一次MRI检查开始前的期间，以及上一次MRI检查结束时到本次MRI检查开始时的期间。
一较佳实施例中，所述方法进一步包括：
在每一次MRI检查开始后，若还未采集到数字接收机的所有信道的输出信号，则根据本次MRI检查开始前的非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号；
或/和，在当前次非MRI检查期间开始后，若还未采集到数字接收机的所有信道的输出信号，则根据上一次非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
一较佳实施例中，所述对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号之前进一步包括：
对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号与上一次的输出信号是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号；
或者，对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号的增益标记与上一次的输出信号的增益标记是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号，其中，所述增益标记用于标记高增益或低增益。
呼吸信号分离装置，其特征在于，包括：
线圈信道映射模块，用于在磁共振成像MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系；
输出信号标识模块，用于根据线圈信道映射模块确定的所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，确定所述数字接收机的每个信道对应的线圈；对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，得到数字接收机的所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，其中，N为MRI系统的线圈的总数，y1,y2,y3,...,yN分别为以对应线圈的标号1,2,3,...,N标识的数字接收机的各信道的输出信号，且，若一线圈h当前未被使用，则yh＝0，1≤h≤N；
分离计算模块，用于根据输出信号标识模块得到的Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数。
一较佳实施例中，所述线圈信道映射模块具体用于，在每次非MRI检查期间，或/和，在每一次MRI检查开始后且该次检查的MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，
其中，所述非MRI检查期间包括：第一次MRI检查开始前的期间，以及上一次MRI检查结束时到本次MRI检查开始时的期间。
一较佳实施例中，所述分离计算模块进一步用于：
在每一次MRI检查开始后，若还未接收到输出信号标识模块发来的数字接收机的所有信道的输出信号，则根据本次MRI检查开始前的非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号；或/和，
在当前次非MRI检查期间开始后，若还未接收到输出信号标识模块发来的数字接收机的所有信道的输出信号，则根据上一次非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
一较佳实施例中，所述输出信号标识模块对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号之前进一步用于：
对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号与上一次的输出信号是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号；
或者，对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号的增益标记与上一次的输出信号的增益标记是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号，其中，所述增益标记用于标记高增益或低增益。
一种MRI系统，该系统包括如上任一所述的呼吸信号分离装置。
可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时实现如上任一所述的呼吸信号分离方法的步骤。
呼吸信号分离装置，所述装置包括：处理器和存储器；
所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上任一所述的呼吸信号分离方法的步骤。
本发明通过在MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，从而确定数字接收机的每个信道对应的线圈，且，对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，从而使得呼吸-干扰信号分离系数矩阵A中的每个元素能够始终对应同一线圈，从而使得每次MRI检查可以使用不同的线圈组合，提高了呼吸信号的MRI成像质量。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的呼吸信号分离方法流程图；
图2为本发明另一实施例提供的呼吸信号分离方法流程图；
图3为本发明实施例提供的MRI系统工作过程示意图；
图4为本发明实施例提供的当线圈组合变化后，采用本发明实施例进行增益调整的效果示意图；
图5为本发明一个应用实例的过程示意图；
图6为在本发明应用实例的每个阶段线圈输出的原始信号的示意图；
图7为在本发明应用实例的每个阶段采用本发明提供的呼吸信号分离方法后得到的呼吸信号的示意图；
图8为本发明一实施例提供的呼吸信号分离装置的结构示意图；
图9为本发明另一实施例提供的呼吸信号分离装置的结构示意图。
其中，附图标记如下：
Figure BDA0002111534380000041
Figure BDA0002111534380000051
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
如在本发明的说明书以及所附权利要求书中使用的单数形式的“一”以及“所述”也意图包括复数形式，除非本文内容明确地另行指定。
以下对本发明进行详细说明：
图1为本发明一实施例提供的呼吸信号分离方法流程图，其具体步骤如下：
步骤101：在MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定该线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系。
步骤102：根据该线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，确定数字接收机的每个信道对应的线圈。
步骤103：对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，得到数字接收机的所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]。
其中，N为MRI系统的线圈的总数，y1,y2,y3,...,yN分别为以对应线圈的标号1,2,3,...,N标识的数字接收机的各信道的输出信号，且，若一线圈m当前未被使用，则ym＝0，1≤m≤N。
步骤104：根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数。
步骤105：根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]和所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
在实际应用中，步骤101中的在射频脉冲未发射时包括：非MRI检查期间，或/和，每一次MRI检查开始后且该次检查的MRI射频脉冲未发射时，其中，非MRI检查期间包括：第一次MRI检查开始前的期间，以及上一次MRI检查结束时到本次MRI检查开始时的期间。
在实际应用中，在每一次MRI检查开始后，若还未采集到数字接收机的所有信道的输出信号，则根据本次MRI检查开始前的非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号；或/和，在当前次非MRI检查期间开始后，若还未采集到数字接收机的所有信道的输出信号，则根据上一次非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
在实际应用中，步骤103中，对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号之前进一步包括：
对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号与上一次的输出信号是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号；或者，对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号的增益标记与上一次的输出信号的增益标记是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号，其中，增益标记用于标记高增益或低增益，增益标记是表示高增益还是低增益是由当前使用的线圈组合确定的，当线圈组合确定后就可得知增益标记的取值。
图2为本发明另一实施例提供的呼吸信号分离方法流程图，其具体步骤如下：
步骤200：设定缓冲区，将采样的数字接收机所有信道的输出信号实时放入缓冲区。
缓冲区用于缓存数字接收机所有信道的输出信号，缓冲区的大小与一次采样的数字接收机所有信道的输出信号相同，例如：数字接收机的信道数为L，每个信道的输出信号的大小为k，则缓冲区的大小为k*L。
步骤201：在第一次MRI检查开始前，当缓冲区未满时，对缓冲区内的所有信号求均值，将该均值作为当前呼吸信号。
步骤202：当缓冲区满时，根据当前使用的线圈组合，确定该线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射矩阵C以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射矩阵D，根据D和C，确定数字接收机的每一信道l对应的线圈n。
1≤l≤L，L为数字接收机的信道总数；1≤n≤N，N为MRI系统中的线圈总数。
其中，若任一线圈h(1≤h≤L)当前未被使用即，该线圈h未对应数字接收机的任一信道，则yh＝0。
图3为MRI系统工作过程示意图，如图3所示，当前使用的各线圈输出的信号通过映射矩阵C输出到了模拟接收机31的各个信道1-m上，模拟接收机31的各信道输出的信号再通过映射矩阵D输出到数字接收机32的各信道1-L上，再由数字接收机32输出到计算机33进行处理，计算机33处理后得到的MRI图像发送到显示器34上进行显示。
在不进行MRI检查时以及进行MRI检查时用户会使用不同的线圈组合；另外，根据不同的检查组织，在不同的MRI检查过程中用户也会使用不同的线圈组合，如图3的MRI检查过程，本次针对方框所在的人体组织进行MRI扫描，方框上方和下方对应的线圈即为本次扫描过程使用的线圈组合。不同的线圈组合对应不同的映射矩阵C和映射矩阵D。
各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射矩阵C表示当前使用的线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，即用于表示每个线圈的输出信号会输出到模拟接收机的哪个信道上。
设线圈的总数为N，模拟接收机的信道总数为M，则矩阵C的大小为N*M，
Figure BDA0002111534380000071
对于矩阵C中的任一元素cnm(1≤n≤N,1≤m≤M，N>M)，当cnm＝1时，表示线圈n的输出信号输出到模拟接收机的信道m上，反之，cnm＝0时，表示线圈n的输出信号未输出到模拟接收机的信道m上。
同样地，模拟接收机的各信道输出的信号再通过映射矩阵D表示模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，即用于表示模拟接收机的每个信道的输出信号会输出到数字接收机的哪个信道上。
设数字接收机的信道总数为L，则矩阵D的大小为M*L，
Figure BDA0002111534380000072
对于矩阵D中的任一元素dml(1≤m≤M,1≤l≤L,M≥L)，当dml＝1时，表示模拟接收机的信道m的输出信号输出到数字接收机的信道l上，反之，dml＝＝0时，表示模拟接收机的信道m的输出信号未输出到数字接收机的信道l上
对于数字接收机的任一信道l，可根据矩阵D确定该信道l的输出信号源自模拟接收机的哪个信道，进而根据矩阵C确定源自哪个线圈。
步骤203：对于数字接收机的每一信道l，以该信道l对应的线圈的标号n来标识该信道的输出信号，则得到数字接收机所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]。
步骤204：根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算呼吸-干扰信号分离系数矩阵A。
Figure BDA0002111534380000073
其中，[a1,a2,…,aN]为呼吸信号分离系数向量，[b1,b2,…,bN]为干扰信号分离系数向量。
步骤205：根据X＝A-1Y，计算呼吸信号Bre，清空缓冲区。
X为呼吸-干扰信号向量，
Figure BDA0002111534380000081
其中，Bre为呼吸信号，Dis为干扰信号。
当通过步骤204计算出A后，此后，每当对数字接收机的所有信道的输出信号采样一次，即缓冲区满一次，就执行一次步骤203和步骤205，即此后直接使用步骤204计算出的A计算呼吸信号即可。
步骤206：MRI检查开始且射频脉冲未发射时，根据当前使用的线圈组合，确定当前矩阵C以及当前矩阵D，根据当前D和当前C，确定当前数字接收机的每一信道l对应的线圈n。
当一次新的MRI检查开始时，线圈组合很可能发生变化，即，矩阵C和矩阵D很可能发生变化，此时需要根据新的矩阵D和C，重新确定数字接收机的每个信道的输出信号对应的线圈标号。
步骤207：在缓冲区未满时，对于数字接收机的每一信道l，以该信道l当前对应的线圈的标号n来标识该信道的输出信号，则得到当前数字接收机所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，根据X＝A-1Y计算当前呼吸信号Bre，其中的A为步骤204中计算得到的A；其中，N为线圈的总数，1≤l≤L，L为数字接收机的信道总数，1≤n≤N；且，若任一线圈h(1≤h≤L)当前未被使用即，该线圈h未对应数字接收机的任一信道，则yh＝0。
由于缓冲区未满，无法计算出当前的A，因此，先使用步骤204中计算出的A。
步骤208：在缓冲区满时，对于数字接收机的每一信道l，以该信道l当前对应的线圈的标号n来标识该信道的输出信号，则得到当前数字接收机所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算当前矩阵A，根据X＝A-1Y计算当前呼吸信号Bre，清空缓冲区。其中，N为线圈的总数，1≤l≤L，L为数字接收机的信道总数，1≤n≤N；且，若任一线圈h(1≤h≤L)当前未被使用即，该线圈h未对应数字接收机的任一信道，则yh＝0。
对于之后的每一次MRI检查，由于每次MRI检查使用的线圈组合都可能不同，因此，都需要重新计算A，即都要重新执行步骤206-208。
需要说明的是，在之后的每一非MRI检查期间，即，前一MRI检查结束时到后一MRI检查开始时的期间，在缓冲区未满时，使用前一非MRI检查期间计算得到的A来计算呼吸信号，缓冲区满时，则根据缓冲区内的信号重新计算A。
本发明实施例的执行主体为MRI系统中的计算机。
另外，考虑到：线圈组合的变化会导致数字接收机的信道增益的变化，在步骤203、207、208中，对于数字接收机的每一信道l，以该信道l对应的线圈的标号n来标识该信道的输出信号之前，还可通过如下方式进行增益调整：
方式一、对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号与上一次的输出信号是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号。
方式二、对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号的增益标记与上一次的输出信号的增益标记是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号，其中，增益标记用于标记高增益或低增益，增益标记是表示高增益还是低增益是由当前使用的线圈组合确定的，当线圈组合确定后，每一线圈对应的数字接收机的信道的增益标记(高增益还是低增益)就确定了。
图4是当线圈组合变化后，采用本发明实施例进行增益调整的效果示意图。如图4所示，线圈组合在4.1处发生了变化，4.2部分的信号为数字接收机的实际输出信号，4.3部分的信号为采用本发明提供的增益调整方法对4.2部分的信号进行调整后的信号，可见，通过增益调整后，数字接收机的输出信号更平滑了，最终会提高成像质量。
图5为本发明一个应用实例的过程示意图，其中：
P1.1阶段表示第一次MRI检查开始前且缓冲区未满时，此时执行步骤201；
P1.2阶段表示第一次MRI检查开始前且缓冲区满时，该阶段开始时通过步骤202-204计算出A，然后在整个P1.2阶段，采用该A计算呼吸信号；
P2.1阶段表示第一次MRI检查开始后、射频脉冲未发射且缓冲区未满时，此时，执行步骤206和207，即采用步骤204中的A计算呼吸信号；
P2.2阶段表示MRI检查开始后、射频脉冲未发射且缓冲区满时，该阶段开始时通过步骤208计算A，然后在整个P2.2阶段，采用该A计算呼吸信号。
P3.1阶段表示第一次MRI检查结束后、第二次MRI检查未开始且缓冲区未满时，此时，根据当前使用的线圈组合，确定映射矩阵C以及映射矩阵D，根据D和C，确定数字接收机的每一信道l对应的线圈n，对于数字接收机的每一信道l，以该信道l对应的线圈的标号n来标识该信道的输出信号，则得到数字接收机所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，然后根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]和步骤204得到的A计算呼吸信号。
P3.2阶段表示第一次MRI检查结束后、第二次MRI检查未开始且缓冲区满时，该阶段开始时通过步骤202-204重新计算A，然后在整个P3.2阶段，采用该重新计算出的A计算呼吸信号。
此后的每次MRI检查过程，都需要重新执行步骤206-208。
图6为在该应用实例的每个阶段线圈输出的原始信号的示意图；
图7为在该应用实例的每个阶段采用本发明提供的呼吸信号分离方法后得到的呼吸信号的示意图。
本发明实施例的有益技术效果如下：
通过在MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，从而确定数字接收机的每个信道对应的线圈，且，对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，从而使得呼吸-干扰信号分离系数矩阵A中的每个元素能够始终对应同一线圈，从而使得每次MRI检查可以使用不同的线圈组合，提高了呼吸信号的MRI成像质量。
图8为本发明一实施例提供的呼吸信号分离装置80的结构示意图，该装置主要包括：线圈信道映射模块81、输出信号标识模块82和分离计算模块83，其中：
线圈信道映射模块81，用于在MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系。
输出信号标识模块82，用于根据线圈信道映射模块81确定的线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，确定数字接收机的每个信道对应的线圈；对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，得到数字接收机的所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，其中，N为MRI系统的线圈的总数，y1,y2,y3,...,yN分别为以对应线圈的标号1,2,3,...,N标识的数字接收机的各信道的输出信号，且，若一线圈m当前未被使用，则ym＝0，1≤m≤N。
分离计算模块83，用于根据输出信号标识模块82得到的Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数。
在实际应用中，线圈信道映射模块81具体用于，在每次非MRI检查期间，或/和，在每一次MRI检查开始后且该次检查的MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，其中，非MRI检查期间包括：第一次MRI检查开始前的期间，以及上一次MRI检查结束时到本次MRI检查开始时的期间。
在实际应用中，分离计算模块83进一步用于：在每一次MRI检查开始后，若还未接收到输出信号标识模块发来的数字接收机的所有信道的输出信号，则根据本次MRI检查开始前的非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号；或/和，在当前次非MRI检查期间开始后，若还未接收到输出信号标识模块发来的数字接收机的所有信道的输出信号，则根据上一次非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
在实际应用中，输出信号标识模块82对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号之前进一步用于：对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号与上一次的输出信号是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号；或者，对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号的增益标记与上一次的输出信号的增益标记是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号，其中，所述增益标记用于标记高增益或低增益。
本发明实施例还提供一种MRI系统，该系统包括如上所述的呼吸信号分离装置。
图9为本发明另一实施例提供的呼吸信号分离装置90的结构示意图，该装置90主要包括：处理器91和存储器92，其中：
存储器92中存储有可被处理器91执行的应用程序，用于使得处理器91执行如步骤101-107，或者如步骤201-208所述的产品定制方法的步骤。
本发明实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被一处理器执行时实现如步骤101-105或者如步骤200-208任一项所述的呼吸信号分离方法的步骤。
该可读存储介质上存储有机器可读指令，该机器可读指令在被处理器执行时，使处理器执行前述的任一种方法。具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的机器可读指令。
在这种情况下，从可读存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。
可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.呼吸信号分离方法，其特征在于，包括：
在磁共振成像MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系；
根据所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，确定所述数字接收机的每个信道对应的线圈；
对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，得到数字接收机的所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，其中，N为MRI系统的线圈的总数，y1,y2,y3,...,yN分别为以对应线圈的标号1,2,3,...,N标识的数字接收机的各信道的输出信号，且，若一线圈h当前未被使用，则yh＝0，1≤h≤N；
根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数之后进一步包括：
根据Y＝[y1,y2,y3,...,yN]和所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在射频脉冲未发射时包括：非MRI检查期间，或/和，每一次MRI检查开始后且该次检查的MRI射频脉冲未发射时，其中，所述非MRI检查期间包括：第一次MRI检查开始前的期间，以及上一次MRI检查结束时到本次MRI检查开始时的期间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在每一次MRI检查开始后，若还未采集到数字接收机的所有信道的输出信号，则根据本次MRI检查开始前的非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号；
或/和，在当前次非MRI检查期间开始后，若还未采集到数字接收机的所有信道的输出信号，则根据上一次非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号之前进一步包括：
对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号与上一次的输出信号是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号；
或者，对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号的增益标记与上一次的输出信号的增益标记是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号，其中，所述增益标记用于标记高增益或低增益。
6.呼吸信号分离装置(80)，其特征在于，包括：
线圈信道映射模块(81)，用于在磁共振成像MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系；
输出信号标识模块(82)，用于根据线圈信道映射模块(81)确定的所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，确定所述数字接收机的每个信道对应的线圈；对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号，得到数字接收机的所有信道的输出信号向量Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，其中，N为MRI系统的线圈的总数，y1,y2,y3,...,yN分别为以对应线圈的标号1,2,3,...,N标识的数字接收机的各信道的输出信号，且，若一线圈h当前未被使用，则yh＝0，1≤h≤N；
分离计算模块(83)，用于根据输出信号标识模块(82)得到的Y＝[y1,y2,y3,...,yN]，计算所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数。
7.根据权利要求6所述的装置(80)，其特征在于，所述线圈信道映射模块(81)具体用于，在每次非MRI检查期间，或/和，在每一次MRI检查开始后且该次检查的MRI射频脉冲未发射时，根据MRI系统当前使用的线圈组合，确定所述线圈组合中的各线圈与模拟接收机的各信道之间的映射关系，以及所述模拟接收机的各信道与数字接收机的各信道之间的映射关系，
其中，所述非MRI检查期间包括：第一次MRI检查开始前的期间，以及上一次MRI检查结束时到本次MRI检查开始时的期间。
8.根据权利要求7所述的装置(80)，其特征在于，所述分离计算模块(83)进一步用于：
在每一次MRI检查开始后，若还未接收到输出信号标识模块发来的数字接收机的所有信道的输出信号，则根据本次MRI检查开始前的非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号；或/和，
在当前次非MRI检查期间开始后，若还未接收到输出信号标识模块发来的数字接收机的所有信道的输出信号，则根据上一次非MRI检查期间计算得到的所有线圈的呼吸-干扰信号分离系数，计算呼吸信号。
9.根据权利要求6所述的装置(80)，其特征在于，所述输出信号标识模块(82)对于数字接收机的每一信道，以该信道对应的线圈的标号来标识该信道的输出信号之前进一步用于：
对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号与上一次的输出信号是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号；
或者，对于数字接收机的每一信道，判断该信道本次的输出信号的增益标记与上一次的输出信号的增益标记是否相同，若不相同，则计算该信道本次的输出信号的增益＝该信道本次的输出信号/该信道上一次的输出信号，根据计算出的增益，调整该信道本次的输出信号，其中，所述增益标记用于标记高增益或低增益。
10.一种MRI系统，其特征在于，该系统包括如权利要求6至9任一所述的装置(80)。
11.可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的呼吸信号分离方法的步骤。
12.呼吸信号分离装置(90)，其特征在于，所述装置包括：处理器(91)和存储器(92)；
所述存储器(92)中存储有可被所述处理器(91)执行的应用程序，用于使得所述处理器(91)执行如权利要求1至5中任一项所述的呼吸信号分离方法的步骤。
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