线圈灵敏度修正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种线圈灵敏度修正方法。
【背景技术】
[0002] 在磁共振成像技术中，图像不均匀性是指在图像中相同组织的不同局部区域，图 像像素灰度值、图像统计特征诸如均值、方差等有较大偏差。在磁共振成像中图像不均匀是 由于局部线圈存在不均匀的空间灵敏度，成像信号随着线圈的距离而衰减。一种较为常见 的均匀性校正方法是基于线圈灵敏度的方法，是基于预扫描的先验知识获得待成像区域的 线圈灵敏度，使用该灵敏度对图像进行均匀性校正。该校正是基于VTC具有均匀的线圈灵 敏度分布的假设，基本思想是对线圈灵敏度分布不均匀的相控阵线圈成像通过一个乘性场 实现均匀性校正，使成像的均匀性和VTC成像的均匀性一致。
[0003] 上述方法对于乳腺线圈单独使用的场景有如下缺点：在常规临床成像区域内，靠 近乳腺线圈单元的信号具有良好的信噪比，而远离乳腺线圈的一侧（胸壁内部）信噪比则 很低，其组织信号能量会衰减到与背景噪声水平趋于一致而无法区分。这部分远离线圈单 元的组织区域通常是乳腺扫描中无诊断价值的。依照均匀性校正的原理，如果对该区域的 灵敏度分布不做修正处理（线圈的灵敏度分布在整个三维空间的每一个点上都有对应的 值，因此整个区域都有灵敏度分布），在均匀性校正过程中会将该区域像素灰度值抬升到与 正常信噪比区域内相同组织像素灰度值相同水平，出现较为强烈的砂粒状的斑点，即噪声 被抬高的视觉效果，如下图1和图2所示，图1是乳腺线圈成像未校正的原始图像，通过一 个乘性场实现均匀性校正之后如图2所示，经过乘性场校正之后，图中2的下半部分出现较 为强烈的砂粒状的斑点，且这部分为没有诊断价值的区域。
[0004] 同样的问题还存在于脊柱线圈单独使用的场景，比如腰椎、胸椎扫描。在常规临床 成像区域内，靠近脊柱线圈的背部的信号具有良好的信噪比，而远离脊柱线圈的一侧信噪 比则很低，其组织信号能量会衰减到与背景噪声水平趋于一致，而无法区分。
[0005] 在临床应用中，上述砂粒状斑点区域是不允许存在的。现有技术在使用预扫描信 息计算出灵敏度分布后，基于待校正临床图像像素点的能量信息和噪声水平的差异对灵敏 度分布进行修正。基于临床待校正图像信息的校正会带来一定的算法复杂度，而且对于临 床图像的高级后处理（比如DWI)会造成一定的影响。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种线圈灵敏度修正方法，不使用与待校正临 床图像相关的信息，而是针对线圈的物理特性，设计了用于单独使用线圈的场景下的灵敏 度分布修正的优化方案。
[0007] -种线圈灵敏度修正方法，包括如下步骤：
[0008] 获取线圈三维灵敏度倒数分布；
[0009] 根据线圈接收的信号在线圈投射方向上具有随距离单调减的物理特性获取一个 有效投射深度，所述有效投射深度表示在线圈投射方向上线圈基准线至待成像组织最大有 效成像范围边界的距离；
[0010] 基于所述有效投射深度对所述线圈的三维灵敏度分布在线圈投射方向上的曲线 进行抑制修正。
[0011] 优选地，所述线圈的三维灵敏度分布在物理空间下的表现形式为M*N*P的矩阵， 该分布在线圈投射方向上有M*N条曲线。
[0012] 优选地，在有效投射深度范围内的区域为待成像组织信噪比高且有诊断价值的区 域，超出有效投射深度的区域为信噪比低而失去诊断价值的区域；对超出有效投射深度的 区域的线圈灵敏度曲线进行抑制修正。
[0013] 优选地，通过如下公式对所述线圈的三维灵敏度分布中的每条曲线在线圈投射方 向上进行抑制修正：
[0014] PadLopt (y) = Padj (y) * Y (y, d) +Sn* (1- γ (y, d))
[0015] 其中，Padj (y)为修正之前的灵敏度曲线，Padjtjpt(y)为修正之后的灵敏度曲线， Y (y，d)为滤波器函数，y为图像像素坐标自变量，d为有效投射深度，Sn为设定的噪声因 子，反映远离线圈一端的噪声抑制水平。
[0016] 优选地,使用Fermi函数作为滤波器γ (y)函数：
[0017]
[0018] 其中函数Fermi (y)为窗曲线，所述参数t为所述窗曲线平滑过渡带宽窄控制系 数。
[0019] 优选地，所述噪声因子Sn的取值范围为0. 3~0. 8。
[0020] 优选地，所述有效投射深度d = 0. 005m，所述窗曲线平滑过渡带宽窄控制系数t = 0.018,噪声因子值Sn = 0.6。
[0021] 优选地，所述线圈为脊柱线圈或乳腺线圈。
[0022] 与现有技术相比，本技术方案提供的线圈灵敏度修正方法，针对线圈的物理特性 对线圈的灵敏度进行修正。该方法的校正效果能够达到图像中靠近线圈的有效诊断区域得 到很好的均匀性校正，而远离线圈的无诊断价值区域得到很好的噪声抑制；避免了在使用 预扫描信息计算出灵敏度分布后，基于待校正临床图像像素点的能量信息和噪声水平的差 异对灵敏度分布进行修正的复杂运算。
【附图说明】
[0023] 图1为未校正的乳腺线圈成像图；
[0024] 图2为基于现有技术经过均匀性校正之后的乳腺线圈图像；
[0025] 图3为本发明提供的线圈灵敏度修正方法的流程图；
[0026] 图4为一个实施例中所述Fermi窗曲线；
[0027] 图5a为一个实施例中扫描所使用的VTC线圈的成像分布曲线；
[0028] 图5b为对应图5a实施例扫描所使用的乳腺线圈的成像分布曲线；
[0029] 图5c为基于图5a与图5b的乳腺线圈的灵敏度倒数分布曲线；
[0030] 图6为图5C通过本发明提供的技术方案修正之后的灵敏度倒数分布曲线；
[0031] 图7为基于本发明技术方案对脊柱线圈灵敏度修正之后的乳腺线圈成像图；
[0032] 图8为未校正的脊柱线圈成像图；
[0033] 图9为基于现有技术经过均匀性校正之后的脊柱线圈成像图；
[0034] 图10为基于本发明技术方案对脊柱线圈灵敏度修正之后的脊柱线圈成像图。
【具体实施方式】
[0035] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行 详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本 发明保护的范围。
[0036] 如【背景技术】所述，现有技术在使用预扫描信息计算出灵敏度分布后，基于待校正 临床图像像素点的能量信息和噪声水平的差异对灵敏度分布进行修正。基于临床待校正图 像信息的校正会带来一定的算法复杂度，而且对于临床图像的高级后处理（比如DWI)会造 成一定的影响。因此本发明的技术方案提出不使用与待校正临床图像相关信息的线圈灵敏 度优化方案。
[0037] 如图3所示，一种线圈灵敏度修正方法，包括：
[0038] 步骤S10,获取线圈三维灵敏度倒数分布。
[0039] 所述线圈的三维灵敏度分布在物理空间下的表现形式为M*N*P的矩阵，即在线圈 投射方向（物理坐标系下y方向）有M*N条曲线。
[0040] 步骤S20,根据线圈接收的信号在线圈投射方向上具有随距离单调减的物理特性 获取一个有效投射深度。
[0041] 目前，具备在线圈投射方向上接受信号具有随距离单调减的物理特性的线圈包括 乳腺线圈，脊柱线圈等。
[0042] 所述有效投射深度表示在线圈投射方向上，线圈基准线至待成像组织最大有效成 像范围边界的距离。所述线圈基准线为预先定义的，一般地，乳腺