一种磁共振成像的方法及系统与流程

本发明涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种磁共振成像的方法及系统。

背景技术：

磁共振的无辐射、多方位和多参数成像的众多优点使得磁共振成像成为临床医学检查的重要手段之一，为临床医学提供了非常有价值的诊断信息。磁共振对软件组织的检查非常敏感，不仅能够显示人体解剖结构的形态信息，而且还能够反映人体组织的某些生理生化信息，若能够应用于心脏动态成像、脑功能成像、人体运动成像以及心脑血管快速成像中，将极大地提高心脏动态成像、脑功能成像、人体运动成像以及心脑血管快速成像等动态磁共振成像的诊断精确性。

动态磁共振扫描技术如血氧水平依赖功能磁共振(boldfmri)，动态磁化率对比灌注加权成像(dscpwi)，动脉自旋标记(asl)以及其他类似的技术，需要对被检测部位连续地重复采集一系列的图像，单次扫描图像的时间一般是1-3秒(一般不超过10秒)，从而周期性地采集多个时间点的全脑图像。总的扫描时间一般在1-10分钟，因而在成像过程中常常由于被检者的运动而造成影像模糊或者图像伪影。当运动幅度较小时，往往通过运动校准计算能够将运动的影响大致消除；但是当运动幅度过大，后处理阶段的图像校准也会失败，或者更为严重地会引起图像伪影和计算错误，那么就导致本次扫描的数据甚至整个被检者的扫描作废。在这种情况下该组数据只能被抛弃或者重新采集，造成极大的时间和资源的浪费。因此，在动态磁共振扫描过程中能实时检测和显示运动情况尤为重要。

当前对动态磁共振图像中运动情况的评估方法包括：1)实时更新地显示扫描得到的图像，操作员通过观察图像主观判断是否存在明显的运动；2)扫描完毕后，通过顺序翻看所有时间点的图像来判断是否存在明显的运动； 3)扫描完毕后，在图像上选择感兴趣区域(roi)，并观察此roi的时间信号曲线，以判断图像信号是否收到运动相关的影响；4)扫描完毕后，利用各种后处理图像配准算法(如spm，fsl，freesurfer，afni等平台中提供的)来计算图像中的移动参数。

美国专利us2013035588公开了使用磁共振成像的用于治疗规划的方法、系统和计算机可读介质，使用mri针对多个周期随时间变化跟踪处置区域的运动或位置，用于与替代物运动或信号进行比较，以建立替代物与肿瘤对应性。将目标的运动与替代物运动进行比较，用于确定目标在周期中的位置变化是否导致门控处置的不准确。该发明中仍然不能直接实时观察到被检者的运动，使用替代物存在一定误差，且装置复杂。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明在动态磁共振扫描中能直接显示实时运动情况，帮助扫描操作员快速判断被检测部位运动的情况，并且可以在运动幅度超过了可接受的范围时及时停止当前扫描，防止浪费更多的时间与资源。

本发明提供了一种磁共振成像的方法，包括以下步骤：

s1、获取被检测部位在初始扫描时间的磁共振信号，经重建后得到初始磁共振图像，并获取对应的初始位置信息；

s2、获取被检测部位在当前扫描时间的磁共振信号，经重建后得到当前磁共振图像，并获取对应的当前位置信息；

s3、实时显示初始位置信息和当前位置信息；

s4、将当前位置信息与初始位置信息进行比较，判断当前磁共振图像是否符合要求。

进一步地，所述位置信息包括时间参数、与所述时间参数对应的图像和位置参数。

进一步地，所述步骤s4具体包括：

s41、将当前位置参数与初始位置参数进行计算，并得到位置偏差；

s42、将所述位置偏差与预设的偏差阈值进行比较，当所述位置偏差大 于预设的偏差阈值时，则判断不符合要求，发出提醒信号。

进一步地，所述方法还包括根据位置信息建立位置参数随时间参数变化的第一图表，并将采集的位置信息实时显示在所述第一图表中。

进一步地，所述方法还包括建立位置偏差随时间参数变化的第二图表，并将得到的位置偏差信息实时显示在所述第二图表中。

进一步地，所述步骤s42中的提醒信号为改变所述第一图表或第二图表显示的颜色，或者将所述第一图表或第二图表高亮显示。

进一步地，所述位置参数包括三个平移量和三个旋转量，所述三个平移量分别为x轴平移量、y轴平移量和z轴平移量，所述三个旋转量分别为x轴旋转量、y轴旋转量和z轴旋转量。

进一步地，所述提醒信号为声、光报警信号。

相应地，本发明提供了一种磁共振成像的系统，其特征在于，所述系统包括获取模块、图像重建模块、显示模块和处理模块，

所述获取模块，用于获取被检测部位在初始时间、当前时间的磁共振信号，并获取对应的初始位置信息和当前位置信息；

所述图像重建模块，用于对初始扫描时间、当前扫描时间的磁共振信号进行图像重建，得到对应的初始磁共振图像和当前磁共振图像；

所述显示模块，用于实时显示所述当前位置信息和初始位置信息；

所述处理模块，用于将当前位置信息与初始位置信息进行比较，判断当前磁共振图像是否符合要求。

进一步地，所述位置信息包括时间参数、与所述时间参数对应的图像和位置参数。

进一步地，所述处理模块具体用于将当前位置参数与初始位置参数进行计算，得到位置偏差，并将所述位置偏差与预设的偏差阈值进行比较，当所述位置偏差大于预设的偏差阈值时，则判断不符合要求，发出提醒信号。

进一步地，所述系统还包括图表建立模块；

所述图表建立模块用于建立第一图表和第二图表，所述第一图表为根据位置信息建立位置参数随时间参数变化的图表，所述第二图表为位置偏 差随时间参数变化的图表；

所述显示模块用于实时显示被检测部位的位置信息、第一图表和第二图表。

进一步地，所述提醒信号为改变所述第一图表或第二图表显示的颜色，或者将所述第一图表或第二图表高亮显示。

进一步地，所述位置参数包括三个平移量和三个旋转量，所述三个平移量分别为x轴平移量、y轴平移量和z轴平移量，所述三个旋转量分别为x轴旋转量、y轴旋转量和z轴旋转量。

本发明的磁共振成像及系统，具有如下有益效果：

1、本发明基于已采集的扫描图像获取被检测部位运动情况，并实时显示，帮助操作员快速判断被检测部位运动的情况。

2、本发明通过改变第一图表或第二图表显示的颜色，或者将所述第一图表或第二图表高亮显示，造成视觉上的警报，提醒操作员注意，也可以直接通过音频信号，警示灯或文字显示进行提醒，可以在运动幅度超过了可接受的范围时及时停止当前扫描，防止浪费更多的时间与资源。

3、本发明可以不对扫描进行任何的干预，是否终止扫描还是继续扫描是由操作员自行判断，实用性强。

4、本发明的位置参数包括三个平移量和三个旋转量，能够实时观察到被检者各个方向的运动，检测信息充分，精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本发明的磁共振成像的流程图；

图2是本发明的磁共振成像框图；

图3是经过spm后处理得到的boldepi图像在时间上的运动曲线，其中位置参数为三个平移量；

图4是经过spm后处理得到的boldepi图像在时间上的运动曲线，其中位置参数为三个旋转量；

图5是实时运动检测的显示预想图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明实施例提供了一种磁共振成像的方法，所述方法包括以下步骤：

s1、获取被检测部位在初始扫描时间的磁共振信号，经重建后得到初始磁共振图像，并获取对应的初始位置信息，同时显示对应的初始位置信息和第一图表；

所述初始位置信息包括初始位置参数p0、所述初始位置参数对应的时间参数t0和所述时间参数对应的图像，该图像记为初始图像，所述第一图表为所述初始位置参数随时间参数变化的图表；

s2、获取被检测部位在当前扫描时间的磁共振信号，经重建后得到当前磁共振图像，并获取对应的当前位置信息，同时显示第一图表和图像变化信息；

所述当前位置信息包括当前位置参数pn、所述当前位置参数对应的时间参数tn和所述时间参数对应的图像，该图像记为当前图像，

所述第一图表为当前位置参数随时间参数变化的图表，该图表具体为位置参数随时间参数变化的曲线图，

所述图像变化信息为当前图像与初始图像的比较信息，所述比较信息为在操作界面上同时将当前图像与初始图像显示出来，方便操作者直观看到被检测部位的图像变化；

s3、将当前位置信息与初始位置信息进行比较，判断当前磁共振图像 是否符合要求，具体为：

根据当前位置参数pn和初始位置参数p0计算当前位置与初始位置的位置偏差δp，并将所述位置偏差δp与预设的偏差阈值δpmax进行比较，

当δp≤δpmax时，则返回步骤s2；

当δp>δpmax时，则发出提醒信号，其中，所述提醒信号为改变或者高亮显示所述位置参数随时间参数变化的曲线图。

所述位置参数包括三个平移量和三个旋转量，所述三个平移量分别为x轴平移量、y轴平移量和z轴平移量，所述三个旋转量分别为x轴旋转量、y轴旋转量和z轴旋转量。

将当前时间点的图像与初始扫描时间点的图像进行配准计算，得出使得当前时间点的图像与初始时间点的图像对准所需进行变动的平移量和旋转量。即位置偏差的获得是基于已采集的图像本身，而无需成像设备之外的装置，具体算法为现有技术，包括很多不同的算法类型，本领域技术人员应当知晓，不在此赘述。

本发明中计算位置参数的基本原理是，把被检测部位当做一个刚体，即不会形变，将所述当前图像与所述初始图像进行计算得到六个位置参数，并将所述六个位置参数在磁共振成像机器的操作界面上显示出来，并实时更新显示，所述位置参数包括三个平移量和三个旋转量，若被检测部位没有运动，则所述六个位置参数为零或者接近零。例如，已经扫描了n个时间参数的数据，则在操作界面上会显示六条时间曲线，每条曲线对应一个平移量或一个旋转量，且在该曲线上具有n-1个点，当第n+1个点的数据采集完，且位置参数计算完毕之后，所述操作界面进行更新，当前该曲线上显示n个点。

如图3至图4所示，若头部运动比较快速，则其位置参数类似于图3和图4中的尖峰，若头部运动比较缓慢，则其位置参数类似于图3和图4中的曲线漂移。

如图5所示，本发明方法和系统中位置参数的时间曲线实时显示在动态显示窗口中，实时扫描得到的图形可同时在动态显示窗口中更新显示。

相应地，本发明实施例还提供了磁共振成像的系统，所述系统包括获 取模块、显示模块、处理模块，所述处理模块包括计算单元、比较单元和控制单元，

所述获取模块，用于获取并显示磁共振成像扫描过程中被检测部位的位置信息，所述位置信息包括初始位置信息和当前位置信息，所述初始位置信息包括初始位置参数p0、所述初始位置参数对应的时间参数t0和所述时间参数对应的图像，该图像记为初始图像，所述当前位置信息包括当前位置参数pn、所述初始位置参数对应的时间参数tn和所述时间参数对应的图像，该图像记为当前图像；

所述显示模块，用于显示所述被检测部位的所述位置信息、第一图表和图像变化信息，所述第一图表为位置参数随时间参数变化的图表，所述图像变化信息为当前图像与初始图像的比较信息，所述比较信息为在操作界面上同时将当前图像与初始图像显示出来，方便操作者直观看到被检测部位的图像变化；

所述计算单元用于根据当前位置参数pn和初始位置参数p0计算当前位置与初始位置的位置偏差δp；

所述比较单元用于将所述位置偏差δp与预设的偏差阈值δpmax进行比较；

所述控制单元用于当δp≤δpmax时，则控制再次获取并显示所述被检测部位的当前位置信息，同时显示第一图表和图像变化信息；当δp>δpmax时，则发出提醒信号，其中，所述提醒信号为改变或者高亮显示所述位置参数随时间参数变化的曲线图。

所述位置参数包括三个平移量和三个旋转量，所述三个平移量分别为x轴平移量、y轴平移量和z轴平移量，所述三个旋转量分别为x轴旋转量、y轴旋转量和z轴旋转量。

实施例二：

本发明实施例提供了一种磁共振成像的方法，该实施例的方法与实施例一的方法相比的区别在于：

步骤s2为：在预设时间间隔后获取并显示所述被检测部位的当前位置信息，同时显示第一图表、第二图表和图像变化信息，或者

在预设时间间隔后获取并显示所述被检测部位的当前位置信息，同时显示第二图表和图像变化信息，

所述第二图表为位置偏差随时间参数变化的图表，该图表具体为位置偏差随时间参数变化的曲线图，所述第一图表和图像变化信息与实施例一相同；

在步骤s3中，当δp>δpmax时，则发出提醒信号，其中，所述提醒信号为改变或高亮显示所述位置参数随时间参数变化的曲线图，或者改变或高亮显示位置偏差随时间参数变化的图表，或者同时改变或高亮显示上述两条曲线。

相应地，本发明实施例还提供了一种磁共振成像的系统，该实施例的系统与实施例二中的系统相比的区别在于：所述显示模块除了显示位置信息、第一图表和图像变化信息，还显示第二图表，所述第二图表为位置偏差随时间参数变化的图表，该图表具体为位置偏差随时间参数变化的曲线图，或者

所述显示模块除了显示图像变化信息，还显示第二图表，所述第二图表为位置偏差随时间参数变化的图表，该图表具体为位置偏差随时间参数变化的曲线图。

在系统中，所述控制单元用于当δp≤δpmax时，则控制再次获取并显示所述被检测部位的当前位置信息，同时显示第一图表、第二图表和图像变化信息，或者

所述控制单元用于当δp≤δpmax时，则控制再次获取并显示所述被检测部位的当前位置信息，同时显示第二图表和图像变化信息；

当δp>δpmax时，则发出提醒信号，所述提醒信号为改变或高亮显示所述位置参数随时间参数变化的曲线图，或者改变或高亮显示位置偏差随时间参数变化的图表，或者同时改变或高亮显示上述两条曲线。

实施例三：

本发明提供了一种磁共振成像的方法，所述方法包括以下步骤：

s1、获取被检测部位在初始扫描时间的磁共振信号，经重建后得到初始磁共振图像，并获取对应的初始位置信息，同时显示所述初始位置信息， 所述初始位置信息包括初始位置参数p0、所述初始位置参数对应的时间参数t0和所述时间参数对应的图像，该图像记为初始图像；

s2、在预设时间间隔后获取被检测部位在当前扫描时间的磁共振信号，经重建后得到当前磁共振图像，并获取对应的当前位置信息，同时显示所述当前位置信息，所述当前位置信息包括当前位置参数pn、所述当前位置参数对应的时间参数tn和所述时间参数对应的图像，该图像记为当前图像；

s3、根据当前位置参数pn和初始位置参数p0计算当前位置与初始位置的位置偏差δp，并将所述位置偏差δp与预设的偏差阈值δpmax进行比较，

当δp≤δpmax时，则返回步骤s2；

当δp>δpmax时，则发出提醒信号，所述提醒信号为音频信号或警示灯发出的信号。

所述位置参数包括三个平移量和三个旋转量，所述三个平移量分别为x轴平移量、y轴平移量和z轴平移量，所述三个旋转量分别为x轴旋转量、y轴旋转量和z轴旋转量。

相应地，本发明还提供了一种磁共振成像的系统，所述系统包括获取模块、显示模块、处理模块，所述处理模块包括计算单元、比较单元和控制单元，

所述获取模块，用于获取并显示磁共振成像扫描过程中被检测部位的位置信息，所述位置信息包括初始位置信息和当前位置信息，

所述初始位置信息包括初始位置参数p0、所述初始位置参数对应的时间参数t0和所述时间参数对应的图像，该图像记为初始图像，

所述当前位置信息包括当前位置参数pn、所述当前位置参数对应的时间参数tn和所述时间参数对应的图像，该图像记为当前图像；

所述显示模块，用于显示所述被检测部位的所述位置信息；

所述计算单元用于根据当前位置参数pn和初始位置参数p0计算当前位置与初始位置的位置偏差δp；

所述比较单元用于将所述位置偏差δp与预设的偏差阈值δpmax进行比较；

所述控制单元用于当δp≤δpmax时，则控制再次获取并显示所述被检 测部位的当前位置信息；当δp>δpmax时，则发出提醒信号，其中，所述提醒信号为音频信号或警示灯发出的信号。

所述位置参数包括三个平移量和三个旋转量，所述三个平移量分别为x轴平移量、y轴平移量和z轴平移量，所述三个旋转量分别为x轴旋转量、y轴旋转量和z轴旋转量。

本发明的磁共振成像及系统，具有如下有益效果：

1、本发明基于已采集的扫描图像获取被检测部位运动情况，并实时显示，帮助操作员快速判断被检测部位运动的情况。

2、本发明通过改变第一图表或第二图表显示的颜色，或者将所述第一图表或第二图表高亮显示，造成视觉上的警报，提醒操作员注意，也可以直接通过音频信号或警示灯进行提醒，可以在运动幅度超过了可接受的范围时及时停止当前扫描，防止浪费更多的时间与资源。

3、本发明可以不对扫描进行任何的干预，是否终止扫描还是继续扫描是由操作员自行判断，实用性强。

4、本发明的位置参数包括三个平移量和三个旋转量，能够实时观察到被检者各个方向的运动，检测精度高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。