磁共振成像装置及其处理方法_3

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使用下式(式6)。
[0082] [式 6]
[0083]
[0084] 在方法1中,能够避开水和脂肪互相抵消的低SNR区域来进行相位展开。方法2是 对于相位差图像506的信号强度考虑第1回波图像501和第2回波图像502双方的情况, 可以取代(式4)而使用(式7)或者(式8)。
[0085] [式 7]
[0086] T (X,y,z) = S2 (X,y,z) X SI* (X,y,z)
[0087] [式 8]
[0088]
[0089] 在方法2中,由于以第1回波图像501和第2回波图像502的积来进行计算,因 此考虑了双方的信号强度,能够更正确地避开相位差图像的低SNR区域来进行相位展开处 理。在本实施例中,相位差图像506采用方法2来制作,但也可以采用上述任意一种方法。
[0090] 此外,相位差图像506可以最后通过实施低通滤波(Low Pass Filer)或者平滑化 来降低噪声的影响,降低相位展开的主值缠绕。
[0091] (步骤 S403)
[0092] 区域生长相位展开部507使用列表508,对相位差图像506进行基于区域生长的相 位展开处理,制作静磁场不均匀映射U(x,y,z)509。列表508用于在按照每个像素对进行 区域生长的坐标、相位展开后的相位、表示区域生长的顺序的加权反复进行保存以及取出 的同时进行区域生长处理。关于基于区域生长的相位展开处理403的详情在后面叙述。
[0093] (步骤 S404)
[0094] 相位校正部510使用静磁场不均勾映射U (X,y,z) 509,对第2回波图像S2(x,y, z) 502进行相位校正。此时,在静磁场不均勾映射U(x,y,z) 509中,由于在掩模图像M(x, y,z) 504成为0的像素中没有值,因而通过外推来求取值。此外,因为在步骤402的相位差 图像制作处理中使相位成为2倍,所以从第2回波图像S2 (X,y,z) 502中减去静磁场不均匀 映射U (X,y,z) 509的一半的相位,求取相位校正后的第2回波图像S2'(X,y,z) 511。
[0095] [式 9]
[0096] S2' (X,y,z) = S2 (X,y,z) · C* (X,y,z)
[0097] [式 10]
[0098]
[0099] (式10)的i表示虚数。
[0100] (步骤 S4〇5)
[0101] 水/脂肪图像分离部512对第1回波图像501和相位校正后的第2回波图像511 进行复数加法运算而制作水图像,进行复数减法运算而制作脂肪图像,并发送到图像发送 部 306。
[0102] 经过以上处理,本处理流程结束。用于执行上述处理流程的各步骤的程序存储在 图像处理部305内,图像处理部305执行各步骤的处理。
[0103] 接下来在图6中示出与区域生长相位展开部507的基于上述区域生长的相位展开 处理相关的步骤S403的具体处理内容,基于图6的处理流程来说明基于上述区域生长的相 位展开处理。
[0104] (步骤 S6Ol)
[0105] 求取最先开始处理的像素(如上所述以下记载为开始像素)的坐标。开始像素的 坐标的决定方法有几个,列举如下。
[0106] 1)在成为掩模图像M(x,y,z) = 1的区域,将第1回波图像501的最大信号强度 的像素设为开始像素的方法;
[0107] 2)在成为掩模图像M(x,y,z) = 1的区域,将第2回波图像502的最大信号强度 的像素设为开始像素的方法;
[0108] 3)在成为掩模图像M(x,y,z) = 1的区域,将相位差图像506的最大信号强度的 像素设为开始像素的方法;
[0109] 根据上述3个方法的决定方法,结果上没有大的差别,但在本实施例中使用1)的 决定方法。但也可以按照上述2)或3)所记载的方法来决定开始像素的坐标。
[0110] (步骤 S6〇2)
[0111] 将与在步骤601中求取到的开始像素的坐标相对应的相位差图像506设为关注像 素并求取相位。若将开始像素的坐标设为(Xtl, yo, Ztl),则相位可以通过下式求取。
[0112] [式 11]
[0113] Θ = arg{P(x〇, y〇, z〇)}
[0114] (步骤 S6〇3)
[0115] 将关注像素的相位设定到静磁场不均匀映射509中。若将关注像素的坐标设为 (X。,y〇, Ztl),则静磁场不均匀映射509成为下式。通过该处理,将对关注像素进行了展开处 理的相位针对静磁场不均匀映射509的对应像素进行设定。
[0116] [式 12]
[0117] U(x〇, y〇, z〇) = θ
[0118] (步骤 S6〇4)
[0119] 判断与关注像素相邻的像素(记为相邻像素)中是否有未处理的像素。所谓相邻 像素,若将关注像素的坐标设为(Xo, yQ,Ztl),则指的是以下例举出的像素。
[0120] 1)成为掩模图像M (Xtl-I,yQ,zQ) = 1的像素
[0121] 2)成为掩模图像M(xQ+l,yQ,zQ) = 1的像素
[0122] 3)成为掩模图像M(x。,yQ-l,zQ) = 1的像素
[0123] 4)成为掩模图像M(x。,yQ+l,zQ) = 1的像素
[0124] 5)成为掩模图像M (X。,yQ,zQ-l) = 1的像素
[0125] 6)成为掩模图像M(x。,yQ,zQ+l) = 1的像素
[0126] 此外,所谓未处理表示如下情况:相应的坐标的静磁场不均匀映射中还没有设定 值,并且,作为该关注像素的相邻像素,没有进行下面说明的步骤605和步骤606的处理。
[0127] (步骤 S605)
[0128] 在步骤604中关注像素的相邻像素未处理的情况即图示的"是"的情况下,求取相 邻像素的展开后的相位。例如,若将相邻像素的坐标设为(xcrl,y〇, Ztl),则相邻像素的展开 后的相位Qunmap如下式。
[0129] [式 13]
[0130] ^ unwrap -U (x 〇, y〇, z〇) +avg {P (x〇_l j y〇> z〇) · P (x0, y0, z〇)}
[0131] 上述方法是求取相邻像素与关注像素的相位差(范围~π ),在关注像素的 相位上加上所求取到的相位差,设为相邻像素的相位的方法。本实施例中,按此方法来求取 展开后的相位,但也可以按照其他方法来求取。
[0132] 作为其他方法,也可以按下式来求取相邻像素的展开后的相位θ_Μρ。
[0133] [式 14]
[0134] Θ_3Ρ= arg{P(x0-l,y0, ζ0)}+2πη
[0135] (式14)中的变量η使用0_ap成为U(xQ,yQ,zQ) ± π的范围内的值。
[0136] (步骤 S6〇6)
[0137] 接着求取关注像素与未处理的相邻像素的加权。该加权是决定本实施例的特征即 区域生长的处理顺序的要素,具有以下所示的4个方法。
[0138] 〔加权的方法1〕
[0139] 首先的方法是对关注像素与相邻像素的内积进行运算,基于运算结果来进行加权 的方法,例如若将相邻像素的坐标设为(XcTl,Ytl, Ztl),则能够使用下式。
[0140] [式 15]
[0141] W = real {P (x〇-l, y〇, z〇)} X real {P (x〇, y〇, z〇)}
[0142] +imaginary {P (x0-l,y0, z0)} X imaginary {P(x0, y0, z0)}
[0143] (式15)的real表示实部数据,imaginary表示虚部数据。此外,作为内积的其他 的求取方法,可以通过(式16)或(式17)的式子来求取。
[0144] [式 16]
[0145] W = |P(x0-l,y0, z0) I · |P(x0, y0, z0| · cos( Φ )
[0146] [式 17]
[0147] φ = arg{P(x〇-l, y〇, z〇) · P*(x〇, y〇, z〇)}
[0148] 由于内积的值成为信号强度的平方的量级,因此排除内积成为负的值。即,内积成 为负的值在下面的步骤607中不保存在列表508中。此外,也可以使用内积的平方根。内 积表示相邻像素的向量的标量(scalar),相位差越小则其越大,信号强度越大则其越大。因 此,通过从内积大的像素起按顺序进行区域生长,能够避开相位差较大并且SNR较低的区 域来进行区域生长。
[0149] 〔加权的方法2〕
[0150] 第2个方法是针对内积将关注像素的信号强度排除的加权。
[0151] [式 I8]
[0152] ff=|p (x0-1 , y0, z〇) | · cos ( Φ )
[0153] [式 19]
[0154] φ = arg{P(x〇-l, y〇, z〇) · P*(x〇, y〇, z〇)}
[0155] 通过仅考虑相邻像素的信号强度,能够仅以相邻像素的SNR来决定处理的优先顺 序。
[0156] 〔加权的方法3〕
[0157] 第3个方法是将关注像素与相邻像素的差分设为加权的方法。
[0158] [式 20]
[0159] W = IP (x0, y0, Z0) -P (X0-I,y0, z0) I · sin ( Φ )
[0160] [式 21]
[0161] φ = arg{P(x〇-l, y〇, z〇) · P*(x〇, y〇, z〇)}
[0162] 在(式20)中,Ψ的范围设为-π/2~π/2,在成为范围外的情况下跳过步骤607, 实施不向列表508保存等处理。对于(数20)和(式21)的加权而言,关注像素与相邻像
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