一种磁共振成像三维相位去折叠方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁共振成像三维相位去折叠方法，包括：步骤一：在磁共振图像中选取父辈种子点与待处理像素点；判断待处理像素点与父辈种子点之间是否相位折叠；若相位折叠则进行去折叠处理；将待处理像素点与父辈种子点划分至已处理区域中；在已处理区域的边界像素点中选取待处理像素点、父辈种子点和种子点集合；判断待处理像素点与父辈种子点之间是否相位折叠；若相位折叠则进行去折叠处理。本发明磁共振成像三维相位去折叠方法采用多个种子点判断相位是否存在折叠，可有效解决图像上相位奇异点导致大面积灾难性错误点的问题，能够有效精确生成得到磁共振相位图像。本发明还公开了一种磁共振成像三维相位去折叠装置。
【专利说明】ー种磁共振成像三维相位去折叠方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁共振成像【技术领域】，尤其涉及ー种磁共振成像三维相位去折叠方法及其装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着磁共振成像系统主磁场的提高、多通道线圈的应用和复杂信号处理技术的发展，磁共振成像的敏感性得到进ー步的提高，磁共振成像能够显示以前无法看到的人体活体脑皮层的微细结构，其部分原因是来源于脑局部磁化率的改变。利用一股磁共振成像技术舍弃的相位信息得到的图像称为磁共振相位图，高分辨磁共振相位图可显示在常规模图上无法显示或显示不清的脑部结构，如深部脑核团和白质纤维束、活体灰质皮层的分层结构等。在相位图的基础上，通过反演算法将局域磁场分布反推回物质磁化率的空间分布，可定量显示组织磁化率大小和局域磁化率分布，这ー技术被称为磁共振定量磁化率图。磁共振定量磁化率图是近年来磁共振成像技术方面一个新的重要进展，可用以研究帕金森病、阿尔茨海默病、多发性硬化、脑部微出血等疾病。
[0003]但是，实际采集到的信号相位值仅仅局限于[_' +"]范围内，与真实值之间存在2"的整数倍差距，即采集到的信号折叠在(_'+”范围内，所以会导致采集的信号不连续。相位去折叠算法就是将采集到的不连续变化的信号值还原为连续变化的真实值，其主要集中于如何将相邻的两个像素点之间的突变合理的修正。虽然基于二维和三维的算法在校正人体大脑的相位折叠非常有效，但是在实际成像过程中低信噪比、血流效应等因素会导致相位奇异点的出现信息错误，进一歩则会导致非常严重的非局域性伪影。
【发明内容】
[0004]本发明克服了现有技术中存在的奇异点导致相位去折叠不完全的缺陷，提出了一种磁共振成像三维相位去折叠`方法及其装置。
[0005]本发明提出了ー种磁共振成像三维相位去折叠方法，包括如下步骤:
[0006]步骤一:在磁共振图像中选取ー个像素点作为父辈种子点，在所述父辈种子点的邻域内选取模图信号最大的像素点作为待处理像素点；
[0007]步骤二:根据所述待处理像素点与所述父辈种子点的相位进行去折叠判断，判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间是否相位折叠；若相位折叠，则继续下ー步骤；若不折叠则跳过下ー步骤；
[0008]步骤三:对所述待处理像素点进行去折叠处理；
[0009]步骤四:将所述待处理像素点与所述父辈种子点划分至已处理区域中；
[0010]步骤五:在所述已处理区域的边界像素点中选取模图信号最大的像素点作为待处理像素点，在所述待处理像素点的邻域内选择最先处理的像素点作为所述待处理像素点的父辈种子点，并选取所述父辈种子点的种子点集合，所述种子点集合包括所述父辈种子点的祖父辈种子点和重祖父种子点；[0011]步骤六:根据所述待处理像素点、所述父辈种子点与所述种子点集合中各种子点的相位进行去折叠判断，判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间是否相位折叠；若相位折叠，则继续下ー步骤；若不折叠则跳过下ー步骤；
[0012]步骤七:对所述待处理像素点进行去折叠处理。
[0013]本发明提出的磁共 振成像三维相位去折叠方法中，进ー步包括:将所述待处理像素点划分至所述已处理区域中，并重新执行所述步骤五至所述步骤七，直至对所述磁共振图像中所有像素点划分至已处理区域中为止。
[0014]本发明提出的磁共振成像三维相位去折叠方法中，所述步骤二中的去折叠判断包括如下步骤:
[0015]步骤al:设定阈值；
[0016]步骤a2:计算所述待处理像素点与所述父辈种子点之间的相位差的绝对值；
[0017]步骤a3:若所述绝对值小于等于阈值，则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间不存在相位折叠；否则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间存在相位折叠。
[0018]本发明提出的磁共振成像三维相位去折叠方法中，所述步骤六中的去折叠判断包括如下步骤:
[0019]步骤bl:设定阈值；
[0020]步骤b2:计算所述待处理像素点与所述父辈种子点之间的相位差的绝对值，计算所述待处理像素点与所述种子点集合中各种子点之间的相位差的绝对值；
[0021]步骤b3:若多个所述相位差的绝对值同时小于等于阈值，则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间不存在相位折叠；否则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间存在相位折叠。
[0022]本发明提出的磁共振成像三维相位去折叠方法中，所述步骤三或所述步骤七中待处理像素点经去折叠处理后的相位如下式表示:
[0023]
?,/Vor:gtnai 一零..<pua,vr?pp*d = VoriKMl —ね X ro皿a(-^-)
[0024]式中，Vorigmal表示去折叠处理前的待处理像素点的相位，*pseed为父辈种子点的相位，<PunWrapped为去折叠处理后的所述待处理像素点的相位，ixnmd为四舍五入求整处理。
[0025]本发明还提出了ー种磁共振成像三维相位去折叠装置，包括:
[0026]磁共振成像装置，其获取磁共振图像；
[0027]选取装置，其在所述磁共振图像中选取待处理像素点、父辈种子点及其种子点集合；
[0028]计算装置，其计算所述待处理像素点与父辈种子点之间、或所述待处理像素点与所述种子点集合中各种子点之间相位差的绝对值；
[0029]判断装置，其判断所述待处理像素点是否与所述父辈种子点相位折叠；
[0030]去折叠装置，其对相位折叠的所述待处理像素点进行去折叠处理。
[0031]本发明磁共振成像三维相位去折叠方法采用多个种子点判断相位是否存在折叠，同传统的采用单个种子点的方法相比，可有效解决图像上相位奇异点导致大面积灾难性错误点的问题，能够有效精确生成得到磁共振相位图像。这样可得到更精确的解剖细节图，也为磁共振定量磁化率图提供准确的結果。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是本发明磁共振成像三维相位去折叠方法的流程图；
[0033]图2是本实施例中磁共振梯度回波采集得到的连续四层模图像。
[0034]图3是本实施例中磁共振梯度回波采集得到的连续四层相位图像。
[0035]图4是本实施例中选取待处理像素点的示意图。
[0036]图5是本实施例中选取待处理像素点的种子点选取的示意图。
[0037]图6是本实施例中的局部相位图。
[0038]图7是采用传统单种子点得到的处理好的局部相位图。
[0039]图8是本实施例中采用本发明方法修正后的局部相位图。
[0040]图9是利用本发明方法进行去折叠处理后的相位图像。
[0041]图10是本发明磁共振成像三维相位去折叠装置的结构图。
【具体实施方式】
[0042]结合以下具体实施例和附图，对本发明作进ー步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
[0043]图1显示的是本发明磁共振成像三维相位去折叠方法的流程图。在通过磁共振成像装置获取磁共振图像时，能够同时获取磁共振图像的模图与相位图。当第一次对该磁共振图像执行本发明磁共振成像三维相位去折叠方法时，首先在磁共振图像中选取ー个像素点作为父辈种子点，并在父辈种子点的邻域内选取模图信号最大的像素点作为待处理像素点。本实施例中选取位于该磁共振图像中心的像素点作为父辈种子点，本发明对于第一个父辈种子点的选取位置不作限定。
[0044]根据待处理像素点与父辈种子点的相位进行去折叠判断，当该待处理像素点与该父辈种子点之间的相位差的绝对值小于等于已设定的阈值时，判断待处理像素点与父辈种子点之间不存在相位折叠并跳过下一歩去折叠处理步骤，否则判断待处理像素点与父辈种子点之间存在相位折叠，并执行下一歩去折叠处理步骤；
[0045]对存在相位折叠的待处理像素点进行去折叠处理，去折叠处理后的待处理像素
点的相位如下式表示:
【权利要求】
1.ー种磁共振成像三维相位去折叠方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:在磁共振图像中选取ー个像素点作为父辈种子点，在所述父辈种子点的邻域内选取模图信号最大的像素点作为待处理像素点； 步骤二:根据所述待处理像素点与所述父辈种子点的相位进行去折叠判断，判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间是否相位折叠；若相位折叠，则继续下ー步骤；若不折叠则跳过下ー步骤； 步骤三:对所述待处理像素点进行去折叠处理； 步骤四:将所述待处理像素点与所述父辈种子点划分至已处理区域中； 步骤五:在所述已处理区域的边界像素点中选取模图信号最大的像素点作为待处理像素点，在所述待处理像素点的邻域内选择最先处理的像素点作为所述待处理像素点的父辈种子点，并选取所述父辈种子点的种子点集合，所述种子点集合包括所述父辈种子点的祖父辈种子点和重祖父种子点； 步骤六:根据所述待处理像素点、所述父辈种子点与所述种子点集合中各种子点的相位进行去折叠判断，判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间是否相位折叠；若相位折叠，则继续下ー步骤；若不折叠则跳过下ー步骤； 步骤七:对所述待处理像素点进行去折叠处理。
2.如权利要求1所述的磁共振成像三维相位去折叠方法，其特征在于，进ー步包括:将所述待处理像素点划分至所述已处理区域中，并重新执行所述步骤五至所述步骤七，直至对所述磁共振图像中所有像素点划分至已处理区域中为止。
3.如权利要求1所述的磁共振成像三维相位去折叠方法，其特征在于，所述步骤二中的去折叠判断包括如下步骤:` 步骤al:设定阈值； 步骤a2:计算所述待处理像素点与所述父辈种子点之间的相位差的绝对值； 步骤a3:若所述绝对值小于等于阈值，则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间不存在相位折叠；否则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间存在相位折叠。
4.如权利要求1所述的磁共振成像三维相位去折叠方法，其特征在于，所述步骤六中的去折叠判断包括如下步骤: 步骤bl:设定阈值； 步骤b2:计算所述待处理像素点与所述父辈种子点之间的相位差的绝对值，计算所述待处理像素点与所述种子点集合中各种子点之间的相位差的绝对值； 步骤b3:若多个所述相位差的绝对值同时小于等于阈值，则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间不存在相位折叠；否则判断所述待处理像素点与所述父辈种子点之间存在相位折叠。
5.如权利要求1所述的磁共振成像三维相位去折叠方法，其特征在于，所述步骤三或所述步骤七中待处理像素点经去折叠处理后的相位如下式表示:Vaawmpprf ~ 學original — ^ J OUIld(-J 式中，取却-表示去折叠处理前的待处理像素点的相位，tfteed为父辈种子点的相位，VunwraPPed为去折叠处理后的所述待处理像素点的相位，round为四舍五入求整处理。
6.ー种磁共振成像三维相位去折叠装置，其特征在于，包括: 磁共振成像装置，其获取磁共振图像； 选取装置，其在所述磁共振图像中选取待处理像素点、父辈种子点及其种子点集合； 计算装置，其计算所述待处理像素点与各种子点之间相位差的绝对值； 判断装置，其判断所述待处理像素点是否与所述父辈种子点相位折叠； 去折叠装置，其对相位折叠`的所述待处理像素点进行去折叠处理。
【文档编号】A61B5/055GK103549954SQ201310520539
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】李建奇, 裴孟超, 王乙, 张竹伟, 翁鹏飞, 赵欣欣, 陈梅泞 申请人:华东师范大学