用于磁共振成像的定位方法、系统、智能终端和介质与流程

本发明涉及磁共振成像，尤其涉及的是一种用于磁共振成像的定位方法、系统、智能终端和介质。

背景技术：

1、磁共振成像技术(magnetic resonance imaging，mri)是利用氢质子的核磁共振现象进行成像的一种技术。在临床上对患者实施磁共振扫描前，为了确保感兴趣的解剖结构或区域能够被准确地扫描覆盖，首先需要快速的预扫描低分辨定位图像，然后根据定位图像确定后续成像扫描片层的位置、方向、数量和范围，以确保所获取的扫描图像满足临床诊断需求。根据定位图像，分析、确定成像扫描感兴趣区域的技术和过程称为磁共振(mri)定位。精准的磁共振定位对于多个扫描序列的比较和后续的图像处理有着非常重要的临床意义。

2、目前，磁共振定位在临床上主要分为手动定位和自动定位。自动定位方法往往采用点回归损失函数对关键点检测网络进行训练，但是现有的点回归损失函数的研究对象是一个像素点对应的关键点，由于单个像素点不易被定位，同时，只定位关键点的空间位置，往往不足以精确地确定整个扫描平面的方位，可见，现有技术中的磁共振自动定位方法存在定位精度差的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于磁共振成像的定位方法、系统、智能终端和介质，旨在解决现有技术中存在的定位精度差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于磁共振成像的定位方法，包括以下步骤：

3、采集目标定位图像数据；

4、将所述目标定位图像数据输入已训练的关键点检测网络，获得关键点热力图，所述已训练的关键点检测网络是基于点回归损失函数和法向量回归损失函数对构建的关键点检测网络进行训练得到，且所述点回归损失函数是以关键点所在区域为研究对象；

5、基于所述关键点热力图，获得定位平面。

6、可选的，对所述关键点检测网络进行训练得到所述已训练的关键点检测网络的步骤，包括：

7、采集定位图像样本数据，获得训练集，并对所述训练集进行标注，获得关键点掩膜图像，并基于所述关键点掩膜图像，获得真实关键点；

8、将所述训练集输入所述关键点检测网络，输出关键点预测热力图，并基于所述关键点预测热力图，获得预测关键点；

9、基于所述预测关键点和所述真实关键点，计算所述点回归损失函数和所述法向量回归损失函数，获得相应的损失函数值；

10、对所述损失函数值进行反向传播，不断迭代更新所述关键点检测网络参数，直至模型收敛，获得已训练的关键点检测网络。

11、可选的，构建所述点回归损失函数的步骤，包括：

12、获取所述定位图像样本的维度，基于所述关键点预测热力图、所述关键点掩膜图像和所述定位图像样本的维度，获得所述关键点检测网络对每个预测关键点区域的总置信度；

13、获取训练的批尺寸和通道数，基于所述批尺寸、所述通道数和所述总置信度，构建所述点回归损失函数。

14、可选的，所述基于所述批尺寸、所述通道数和所述总置信度，构建所述点回归损失函数，包括：

15、预设权重缩放因子，并基于所述权重缩放因子和每个所述预测关键点的总置信度，获得各个所述预测关键点的损失权重；

16、基于训练的批尺寸、训练通道数和每个所述预测关键点的损失权重，构建所述点回归损失函数。

17、可选的，构建所述法向量回归损失函数的步骤，包括：

18、选取所述预测关键点和与所述预测关键点一一对应的所述真实关键点，分别转换为预测法向量和真实法向量；

19、基于所述真实法向量和所述预测法向量，获得各个所述预测法向量和相对应的所述真实法向量的夹角；

20、预设各个所述预测法向量所在定位平面的权重，基于所述夹角、所述权重和所述预测法向量的数目，获得所述法向量回归损失函数。

21、可选的，所述基于所述关键点热力图，获得定位平面，包括：

22、基于所述关键点热力图，获得各个关键点的坐标；

23、基于所有所述关键点的坐标，构建定位平面的法向量；

24、采用多平面重建算法将各个所述定位平面的法向量进行重建，获得定位平面。

25、本发明第二方面提供一种用于磁共振成像的定位系统，所述系统包括：

26、信息获取模块，用于采集目标定位图像数据；

27、关键点检测模块，用于将所述目标定位图像数据输入已训练的关键点检测网络，获得关键点热力图，所述已训练的关键点检测网络是基于点回归损失函数和法向量回归损失函数对构建的关键点检测网络进行训练得到；

28、定位模块，用于基于所述关键点热力图，获得定位平面。

29、可选的，所述定位模块包括关键点生成模块、法向量生成模块和定位平面生成模块，其中，关键点生成模块，用于基于所述关键点热力图，获得各个关键点的坐标；法向量生成模块，用于基于所有所述关键点的坐标，构建定位平面的法向量；定位平面生成模块，用于采用多平面重建算法将各个所述定位平面的法向量进行重建，获得定位平面。

30、本发明第三方面提供一种智能终端，所述智能终端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的用于磁共振成像的定位程序，所述用于磁共振成像的定位程序被所述处理器执行时实现任意一项上述用于磁共振成像的定位方法的步骤。

31、本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有用于磁共振成像的定位程序，所述用于磁共振成像的定位程序被处理器执行时实现任意一项上述用于磁共振成像的定位方法的步骤。

32、与现有技术相比，本方案的有益效果如下：

33、本发明采用新的点回归损失函数和法向量回归损失函数训练出已训练的关键点检测网络，将目标定位图像数据输入已训练的关键点检测网络，获得关键点热力图，并基于关键点热力图，获得定位平面。该方案，一方面利用点回归损失函数将传统的对像素级的关键点进行定位转换为以区域为单位的关键点区域的定位，能够显著提高对关键点定位的效率和准确性；另一方面利用法向量回归损失函数使得关键点检测网络不仅能定位关键点还能直接定位扫描平面的法向量，有助于增强已训练的关键点检测网络在关键点发生遮挡、形变等异常场景下的鲁棒性和容错性。

技术特征：

1.用于磁共振成像的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的定位方法，其特征在于，对所述关键点检测网络进行训练得到所述已训练的关键点检测网络的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的用于磁共振成像的定位方法，其特征在于，构建所述点回归损失函数的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的用于磁共振成像的定位方法，其特征在于，所述基于所述批尺寸、所述通道数和所述总置信度，构建所述点回归损失函数，包括：

5.根据权利要求2所述的用于磁共振成像的定位方法，其特征在于，构建所述法向量回归损失函数的步骤，包括：

6.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的定位方法，其特征在于，所述基于所述关键点热力图，获得定位平面，包括：

7.用于磁共振成像的定位系统，其特征在于，所述系统包括：

8.根据权利要求7所述的用于磁共振成像的定位系统，其特征在于，所述定位模块包括关键点生成模块、法向量生成模块和定位平面生成模块，其中，

9.智能终端，其特征在于，所述智能终端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的用于磁共振成像的定位程序，所述用于磁共振成像的定位程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述用于磁共振成像的定位方法的步骤。

10.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有用于磁共振成像的定位程序，所述用于磁共振成像的定位程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述用于磁共振成像的定位方法的步骤。

技术总结
本发明提供的用于磁共振成像的定位方法、系统、智能终端和介质，具体涉及磁共振成像技术领域，方案包括：采集目标定位图像数据；将目标定位图像数据输入已训练的关键点检测网络，获得关键点热力图，已训练的关键点检测网络是基于点回归损失函数和法向量回归损失函数对构建的关键点检测网络进行训练得到，且点回归损失函数是以关键点所在区域为研究对象；基于关键点热力图，获得定位平面。本方案能够高效且精准地定位关键点，能够有效增强已训练的关键点检测网络的实用性，从而有利于生成更加精准的定位平面。

技术研发人员：朱高杰,沈雄杰,孙治国,钟俊杰,尹哲
受保护的技术使用者：深圳安科高技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12