本发明涉及医疗成像领域，尤其涉及一种磁共振扫描参数确定方法及装置、以及用于执行该方法的计算机程序。
背景技术：
对用户来说，在磁共振成像扫描过程中，信噪比(signalnoiseratio，snr)和扫描时间是两个重要的指标，一般来说，用户希望利用较短的扫描时间获得具有较高信噪比的图像。扫描时间和信噪比是由很多参数决定的，例如分辨率、带宽、激励次数(nex)、去相位卷绕(npw)的过采样率、并行成像的加速因子等等，这些参数之间具有较为复杂的关系。对用户来说，他们不一定关心或者了解这些关系，而仅仅需要达到他们想要的信噪比。
但是现有的磁共振成像系统中，用户需要根据经验设置诸如过采样率、扫描加速因子、激励次数等参数来达到想要的信噪比和扫描时间，这种方式不仅需要医师投入较大的精力，并且仅适用于非常有经验的医师，对于经验尚浅的医师来说，是一项挑战。并且，这种方式容易造成参数设置不当造成的图像质量差或扫描时间长的问题。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种新的磁共振扫描参数的确定方法，可以自动确定优化的扫描参数，提高用户工作效率，避免由于参数设置不当造成的图像质量差或扫描时间长的问题。
本发明的示例性实施例提供了一种磁共振扫描参数确定方法，包括：获取预先确定的在本次扫描中采用的视野范围和相位编码方向；确定在定位预扫描过程中获取的表面线圈图像在相位编码方向上的图像信号的最大坐标范围；在去相位卷绕功能模式开启的情况下，根据该最大坐标范围和视野范围确定过采样率。
本发明的示例性实施例还提供了一种计算机程序，当该计算机程序运行于一磁共振扫描设备中时，使磁共振扫描设备执行上述磁共振扫描参数确定方法。
本发明的示例性实施例还提供了一种磁共振扫描参数确定装置，包括获取模块、第一确定模块和第二确定模块。获取模块用于获取预先确定的在本次扫描中采用的视野范围和相位编码方向，第一确定模块用于确定在定位预扫描过程中获取的表面线圈图像在相位编码方向上的图像信号的最大坐标范围，第二确定模块用于在去相位卷绕功能模式开启的情况下，根据所述该最大坐标范围和视野范围确定过采样率。
通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。
附图说明
通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1为本发明一个实施例提供的磁共振扫描参数确定方法的流程图；
图2示出了在冠状位图像中显示视野范围和相位编码方向的示意图，其中还示出了沿相位编码方向在表面线圈图像中确定信号采集线的示意图；
图3为本发明另一实施例提供的磁共振扫描参数确定方法的流程图，其中示出了自动开启“去相位卷绕”功能模式的步骤；
图4示出了在一条信号采集线上采集的图像信号的曲线图；
图5为本发明另一实施例提供的磁共振扫描参数确定方法的流程图；
图6为本发明一个实施例提供的磁共振扫描参数确定装置的框图。
具体实施方式
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
图1为本发明一个实施例提供的磁共振扫描参数确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤s10：获取预先确定的在本次扫描中采用的视野范围和相位编码方向；
步骤s15：确定在定位预扫描过程中获取的表面线圈图像在相位编码方向上的图像信号的最大坐标范围；
步骤s17：在“去相位卷绕”功能模式开启的情况下，根据所述最大坐标范围和所述视野范围确定过采样率。
上述“在定位预扫描过程中获取的表面线圈图像”可以是为了对扫描对象的待扫描部位进行标记(landmark)而进行定位预扫描时，通过对设置在扫描对象表面的表面线圈接收的信号进行重建处理所获取的图像。本领域技术人员应当理解，通过定位预扫描的方式获取表面线圈图像后，可以根据该扫描部位的空间位置及表面线圈图像信息进行匹配，以得到合适的表面线圈通道组合。上述“定位预扫描”的方法记录在申请号公开号为“cn105726025”在先申请中，在此不再赘述。
上述表面线圈图像可以包括冠状位图像和矢状位图像。
图2示出了在冠状位图像中显示视野范围和相位编码方向的示意图。在定位预扫描完成后，用户可以根据特定的扫描部位预先确定本次扫描的扫描参数(例如，可以在用户操作界面中进行参数设定)，其中包括视野范围和相位编码方向(或者与相位编码方向垂直的频率编码方向)，同时，将视野范围和相位编码方向与定位预扫描过程中获取的表面线圈图像进行匹配，如图2所示，该表面线圈图像上显示的矩形(包括正方形)之内的范围即为视野范围(例如视野范围f)，其中的相对竖直的虚线为频率编码方向，则相位编码方向与之垂直(例如图中的箭头所指方向)。一般来说，用户设置频率编码方向后，相位编码方向将自动地设置为与频率编码方向垂直。
上述“去相位卷绕”功能模式用于去除由于待扫描对象的尺寸超出视野范围时所引起的卷褶伪影。
本实施例中，可以根据预设的判定条件自动地开启或禁止该“去相位卷绕”功能模式，这种判定条件将在后续进行详细说明。
步骤s15中，在该功能模式开启的情况下，根据表面线圈图像中在相位编码方向上的图像信号的坐标范围和视野范围确定过采样率，以能够确定较为合理的过采样率，既能使得进行磁共振扫描时能够有效去除图像的卷褶伪影，又能优化图像信噪比并避免过多地延长扫描时间。
图3为本发明另一实施例提供的磁共振扫描参数确定方法的流程图，其中示出了自动开启“去相位卷绕”功能模式的步骤，其中在图2中示出了在表面线圈图像中沿相位编码方向确定信号采集线的示意图，在图4中示出了在一条信号采集线上采集的图像信号的曲线图。结合图2、图3、图4所示，本实施例的磁共振扫描参数确定方法在步骤s10和s15之前还包括步骤s11-s14。
步骤s11：在定位预扫描过程中获取的表面线圈图像中确定多条相位编码方向上的信号采集线，例如，图2中带箭头虚线所示的信号采集线。该信号采集线的数量优选地与频率编码方向的分辨率相匹配，例如，如果视野范围内频率编码方向的像素数量为y，则可以具有y条信号采集线，记为1，2...y，可选地，信号采集线的数量也可以小于y。
步骤s12：以相位编码方向作为坐标轴，在相位编码方向上将该视野范围的1/2处作为坐标中点，在每条信号采集线上采集的图像信号所对应的坐标中确定位于坐标中点左侧且距离坐标中点最远的有效坐标和位于坐标中点右侧且距离坐标中点最远的有效坐标。
例如，图4中横轴表示相位编码方向的坐标，纵轴表示表示沿一条信号采集线采集的图像信号，其中对应于不同坐标具有不同的曲线值(信号值)。将相位编码方向上该视野范围的1/2处的坐标设为坐标中点0，则位于坐标中点0左侧的坐标和位于坐标中点0右侧的坐标可以确定。
上述有效坐标可以被定义为有效信号所对应的坐标，而有效信号可以被定义为信号值大于或等于特定值的图像信号，通过定义有效信号及有效坐标，可以将图像信号及其对应的坐标限定在合理的范围内，避免进行大量且无效的计算。
其中位于坐标中点0左侧的所有有效坐标中，具有距离坐标中点0最远的有效坐标，如坐标“80”，记为左侧最远坐标，位于坐标中点0右侧的所有有效坐标中，具有距离坐标中点0最远的有效坐标，例如坐标“40”，记为右侧最远坐标。
步骤s13：将每个最远左侧坐标与坐标中点之间的坐标范围确定为第一坐标范围，并将每个最远右侧坐标与坐标中点之间的坐标范围确定为第二坐标范围。如图4所示，分别针对信号采集线1，2...y，该第一坐标范围可以记为rangel_res1，rangel_res2...rangel_resy,该第二坐标范围可以记为ranger_res1，ranger_res2...ranger_resy。
步骤s14：如果任一第一坐标范围或任一第二坐标范围大于视野范围的1/2，则开启“去相位卷绕”功能模式。因此，通过将至少一部分第一坐标范围或第二坐标范围与视野范围的1/2进行比较，即可开启或禁止“去相位卷绕”功能模式。
在步骤s15中，通过将所有第一坐标范围中的最大值和所有第二坐标范围中的最大值相加以获取上述最大坐标范围。例如，在所有的第一坐标范围rangel_res1，rangel_res2...rangel_resy中取最大值，并在所有的第二坐标范围ranger_res1，ranger_res2...ranger_resy中取最大值，将两个最大值相加即可获得上述坐标范围，例如，该坐标范围可以为“rangel_res2”与“ranger_resy”之和。
可选地，在步骤s15中，如果所有第一坐标范围中的最大值小于视野范围的1/2，则将第一坐该标范围中的最大值重新赋值为等于视野范围的1/2后，再与第二坐标范围中的最大值相加；如果所有第二坐标范围中的最大值小于视野范围的1/2，则将第二坐标范围中的最大值重新赋值为等于视野范围的1/2后，再与第一坐标范围中的最大值相加。
本实施例中，在确定了最大坐标范围之后，在步骤s17中，可以将该最大坐标范围除以视野范围所得到的商值确定为过采样率，以作为后续的成像扫描中的一个扫描参数。
通过优化过采样率可以平衡图像信噪比和扫描时间，另外，图像信噪比还同时受到激励次数和扫描加速因子的影响。
通常，磁共振扫描过程中的激励次数越大，扫描时间越长，图像信噪比越高。磁共振扫描过程中的扫描加速因子越大，扫描时间越短，图像信噪比越小。具体地，磁共振扫描图像的信噪比snr和激励次数nex之间的关系为：
因此，利用定位预扫描中获取的表面线圈图像确定过采样率后，排除诸如扫描对象、静磁场均匀度以及其它一些硬件参数的影响，扫描时间、信噪比基本上由激励次数和扫描加速因子决定。为了进一步得到最短的扫描时间和获取具有合适信噪比的图像，可以利用上述激励次数和扫描加速因子与信噪比、扫描时间之间的关系，进一步确定激励次数和扫描加速因子。
图5为本发明另一实施例提供的磁共振扫描参数确定方法的流程图，其中示出了确定激励次数和扫描加速因子的步骤，如图5所示，本发明的实施例还可以包括以下步骤：
步骤s18：设定目标信噪比；例如，可以通过接收用户输入的目标信噪比而进行设定。因此对于用户来说，可以根据需要的扫描图像的信噪比来进行设定，无需根据信噪比与其它相关参数之间的关系来设定其它参数。本步骤可以在确定过采样率之前进行，也可以在确定过采样率之后进行。
步骤s19：根据目标信噪比获取优化的激励次数和扫描加速因子。
上述步骤s18及s19可以根据以下公式描述的目标信噪比和激励次数、扫描加速因子之间的关系进一步确定“激励次数”和“扫描加速因子”等扫描参数。
其中，snrtarget为目标信噪比，nex为激励次数，r为扫描加速因子，g(r,c)为几何因子。
可选地，该优化的激励次数和扫描加速因子是通过条件极值下的拉格朗日方法确定的，条件极值下的拉格朗日方法是一种常用的数学方法，其可以根据目标参数、变量参数相互之间的约束关系求出优化的变量参数值，在此不再赘述。
本发明的实施例中，在利用条件极值下的拉格朗日方法确定激励次数和扫描加速因子时，具有以下约束条件：激励次数大于或等于1，扫描加速因子小于或等于在定位预扫描过程中确定的表面线圈组合中在相位编码方向上的线圈单元的数量。
本发明的实施例还可以提供一种计算机程序，当该计算机程序运行于一磁共振扫描设备中时，使磁共振扫描设备执行上述任一实施例的磁共振扫描参数确定方法。具体地，该计算机程序可运行于磁共振扫描设备的计算机控制设备中。本领域技术人员应当理解，本发明还可以提供一种用于存储该计算机程序的介质。
图6为本发明实施例提供的一种磁共振扫描参数确定装置的框图，其工作原理与上述磁共振扫描参数确定方法的工作原理类似，并可用于执行上述任一实施例的磁共振扫描参数确定方法。如图6所示，在一种实施例中，该磁共振扫描参数确定装置可以包括获取模块60、第一确定模块65以及第二确定模块67。
获取模块60用于获取预先确定的在本次扫描中采用的视野范围和相位编码方向；例如，通过检测用户的参数设置获取本次扫描的视野范围和相位编码方向。
第一确定模块65用于确定在定位预扫描过程中获取的表面线圈图像在相位编码方向上的图像信号的最大坐标范围。
第二确定模块67用于在“去相位卷绕”功能模式开启的情况下，根据该最大坐标范围和该视野范围确定过采样率。
具体地，该过采样率为上述最大坐标范围除以视野范围所得到的商值。
可选地，该磁共振扫描参数确定模块还可以包括第三确定模块61、第四确定模块62、第五确定模块63以及功能模式控制模块64。
第三确定模块61用于在表面线圈图像中确定多条相位编码方向上的信号采集线，如图2中的信号采集线1,2...y。
第四确定模块62用于以相位编码方向作为坐标轴，在相位编码方向上将该视野范围的1/2处作为坐标中点，在每条信号采集线上采集的图像信号所对应的坐标中确定位于坐标中点左侧且距离坐标中点最远的有效坐标和位于坐标中点右侧且距离坐标中点最远的有效坐标.
第五确定模块63用于将每个位于坐标中点左侧且距离坐标中点最远的有效坐标与坐标中点之间的坐标范围确定为第一坐标范围，将每个位于坐标中点右侧且距离坐标中点最远的有效坐标与坐标中点之间的坐标范围确定为第二坐标范围；
功能模式控制模块64用于在任一第一坐标范围或第二坐标范围大于该视野范围的1/2的情况下，开启“去相位卷绕”功能模式。
具体地，第一确定模块65用于将所有第一坐标范围中的最大值和所有第二坐标范围中的最大值相加以获取该最大坐标范围。
上述有效坐标被定义为有效信号所对应的坐标，而有效信号被定义为信号值大于或等于特定值的图像信号。
可选地，如果所有第一坐标范围中的最大值小于视野范围的1/2，则第一确定模块65将第一坐标范围中的最大值重新赋值为等于视野范围的1/2后，再与第二坐标范围中的最大值相加。如果所有第二坐标范围中的最大值小于视野范围的1/2，则第一确定模块65将第二坐标范围中的最大值重新赋值为等于视野范围的1/2后，再与第一坐标范围中的最大值相加。
可选地，本发明实施例的磁共振扫描参数确定装置还包括设定模块68和参数优化模块69。
设定模块68用于设定目标信噪比。
参数优化模块69用于根据目标信噪比获取优化的激励次数和扫描加速因子。
参数优化模块69可以通过条件极值下的拉格朗日方法确定优化的激励次数和扫描加速因子，其中，上述激励次数大于或等于1，扫描加速因子小于或等于在定位预扫描过程中确定的表面线圈组合中在相位编码方向上的线圈单元的数量。
本发明实施例的磁共振扫描参数确定方法、装置以及用于执行该方法的计算机程序通过获取用户设定的视野范围和相位编码方向、确定定位预扫描过程中获取的表面线圈图像在相位编码方向上的图像信号的最大坐标范围、根据该最大坐标范围和视野范围来确定过采样率，使得能够确定更为精确地过采样率作为去相位卷绕模式下的扫描参数，相较传统的仅仅将过采样率的倍数设为2、4等整数，能够在保证图像品质的前提下缩短扫描时间并适当优化图像信噪比。
进一步地，本实施例可以允许用户直接设定目标信噪比，并在后台根据该目标信噪比自动地确定出较优的扫描参数，例如激励次数和扫描加速因子。
因此，用户仅仅需要进行简单的操作，例如在表面线圈图像中确定其在相位编码方向上的图像信号的最大坐标范围、根据成像需求设定需要的信噪比，则与该后续的磁共振扫描的具体参数即可自动确定，既避免了由于参数设置不当造成的图像质量差或扫描时间长的问题，也能够提高用户的工作效率。
上面已经描述了一些示例性实施例，然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。