磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法与流程

文档序号:32940091发布日期:2023-01-14 08:51阅读:111来源:国知局
磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法与流程

1.本发明实施例涉及磁共振技术领域,尤其涉及一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法。


背景技术:

2.在磁共振(magnetic resonance,mr)系统中,射频场的分布存在不均匀性,尤其是在高场磁共振中,随着磁共振场强的增强,射频场的不均匀性问题愈发严重。射频场的不均匀性使得mr采集到的图像的对比度信息亮度不均匀,进而对医生阅片诊断、图像分割等图像后处理分析等产生影响。因此,对射频场的均匀性校正就显得尤为重要。而在高场中,均匀性校正的难度也随之加大。在高场上,磁共振利用局部线圈接收到的图像亮度信息中,除了预期的不同组织结构加权的对比度信息外,还有发射场不匀分布信息,以及接收场不匀分布信息。要想对图像进行亮度均匀性校正,需要单独对发射场和接收场进行校正。
3.一种较为常见的均匀性校正方法是基于容积发射线圈(volume transmit coil,vtc)具有较为均匀的线圈灵敏度分布的假设,并通过预扫描相同成像预期的vtc线圈图像作为参考图,获得待校正线圈接收敏感度信息,对待校正图像进行均匀性校正。该校正方法基于vtc图像较为均匀性的假设,在低场上的校正效果可以满足实际需求,但是在高场上,由于射频频率加大波长变短,与人体的介电效应增强,导致vtc线圈自身射频场均匀性下降,vtc图像无法满足作为参考图的均匀性要求,校正效果较差。另一种常见的方法,是基于图像信息来提取线圈灵敏度分布的方法,该方法存在一定弊端,无法很好的区分对比度和亮度均匀性,在校正亮度的同时,对对比度有一定的损失。
4.因此,现有技术存在以下技术问题:在高场强的射频场上的校正效果较差,且,无法分别确定接收场和发射场,不能单独对发射场和接收场进行校正,具备一定的局限性。


技术实现要素:

5.本发明实施例提供了一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法,以实现发射场图和磁共振接收线圈的灵敏度分布(接收场图)的确定,提高在高场强下射频场的校正效果。
6.第一方面,本发明实施例提供一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法,包括:
7.获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的至少两种组织间的对比度信息受抑制;
8.基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图;
9.获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
10.可选的,所述参考图像通过如下方式确定:
11.基于预设扫描序列采集目标部位的无加权图像或弱加权图像,将所述无加权图像或弱加权图像作为参考图像。
12.可选的,所述参考图像通过如下方式确定:
13.基于预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异,得到所述目标部位的对比度差异抑制图像;
14.将所述对比度差异抑制图像作为参考图像。
15.可选的,所述基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图,包括:
16.提取所述参考图像的低频信息;
17.基于所述低频信息确定所述目标部位对应的射频场初始图。
18.可选的,所述发射场图通过如下方式确定:
19.基于预设采集序列,采集至少两幅发射场信息相关的回波图;
20.基于至少两幅发射场信息相关的回波图确定所述发射场图。
21.第二方面,本发明实施例提供一种磁共振图像校正方法,包括:
22.获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的组织结构信息受抑制;
23.基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图;
24.获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布;
25.基于所述发射场图和所述磁共振接收线圈的灵敏度分布对待处理磁共振图像进行校正,获取校正的磁共振图像。
26.第三方面,本发明实施例还提供了磁共振接收线圈的灵敏度分布确定装置,包括:
27.参考图像获取模块,用于获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的至少两种组织间的对比度信息受抑制;
28.射频场确定模块,用于基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图;
29.灵敏度分布确定模块,用于获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
30.第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括:
31.一个或多个处理器;
32.存储装置,用于存储一个或多个程序,
33.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例提供的方法。
34.第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例提供的方法。
35.上述发明中的实施例具有如下优点或有益效果:
36.本发明实施例的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法,首先获取参考图像,其中参考图像中对应目标部位的至少两种组织间的对比度信息受抑制;基于参考图像确定目标部位对应的射频场初始图;获取目标部位所处发射场的发射场图,并基于射频场初始图和发射场图确定目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布,实现了高场强下磁共振接收线圈的灵敏度分布、发射场的发射场图的分别确定。并且,通过本发明实施例提供的磁共振图像校正方法,可以实现接收场、发射场的独立校正,能够实现检测对象同一目标部位的重复校正,能够实现高场强下磁共振图像的均匀性校正。
附图说明
37.为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案,下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然,所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图,而不是全部的附图,对于本领域普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图得到其他的附图。
38.图1为本发明实施例一所提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图;
39.图2为本发明实施例二所提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图;
40.图3为本发明实施例三所提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图;
41.图4为本发明实施例四所提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图;
42.图4a为本发明实施例四所提供的预设采集序列示意图;
43.图5为本发明实施例五提供的一种磁共振图像校正的流程示意图;
44.图5a为本发明实施例五所获得参考图像、射频场初始图以及灵敏度分布图;
45.图5b为本发明实施例五提供的校正的磁共振图像示意图;
46.图6为本发明实施例六所提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定装置的结构示意图;
47.图7为本发明实施例七所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
48.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
49.实施例一
50.在对本发明实施例提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法进行详细介绍之前,先对该磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的应用场景进行示例性说明。例如,在mr系统中,均匀分布的射频电磁场会因为患者采集部位的变化而变得不均匀。射频电磁场的不均匀分布,会造成mr系统采集到的图像的亮度均匀性降低,进而影响着医生阅片诊断,以及图像分割等图像后处理分析。并且,随着静磁场场强的升高,射频电磁场的不均匀程度也随之增加,尤其是在高场(b0≥3t)中,射频电磁场的不均匀性更加明显。mr系统利用根据局部线圈接收到的图像亮度信息中,除了包含预期的不同组织结构加权的对比度信息外,还有发射场不均匀分布信息以及接收场不均匀分布信息,若要实现对图像的均匀性校正,需单独对发射场和接收场进行校正。因此,本实施例提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法可以应用于mr系统,尤其适用于主磁场场强为5特斯拉、7特斯拉等高场强的mr系统,在采集患者某一部位的图像时,通过该方法同时确定射频场的接收场信息和发射场信息,以基于接收场信息(本发明实施例中的磁共振接收线圈的灵敏度分布)和发射场信息(本发明实施例中发射场的发射场图)分别对采集的图像进行校正。
51.图1为本发明实施例一提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图,本实施例可适用于在对扫描对象的采集图像进行校正之前,确定扫描对象的实际接收场信息的情形,该方法可以由磁共振接收线圈的灵敏度分布确定装置来执行,该装置可以由硬件和/或软件来实现,该方法具体包括如下步骤:
52.s110、获取参考图像,其中,参考图像中对应目标部位的至少两种组织间的对比度信息受抑制。
53.其中,扫描对象的目标部位可以是组织或器官。示例性的,目标部位可以是扫描对象的头部、胸部、腹部、颈部、四肢、胸部、脚踝等大部位区域,还可以是乳腺、肝脏、心脏、脾脏、肾脏等器官组织。参考图像可以基于预设扫描序列对目标部位进行预扫描获得,预设扫描序列可以是预先设置的用于采集射频场初始图的序列,对于序列中特定的扫描参数进行设置即可得到目标部位的不同组织/器官间的对比度信息受抑制的图像的序列。本技术实施例中,通过抑制目标部位的不同组织/器官间的对比度信息能够实现目标部位的组织结构信息受抑制。当然,在其他实施例中实现目标部位的组织结构信息受抑制还可通过抑制目标部位的不同组织/器官间的质子密度信息,或者不对质子密度图进行加权处理,亦或者弥补不同组织的对比度差异、质子密度差异等。
54.在本实施例中,参考图像中目标部位的对比度信息受抑制,可以是参考图像中目标部位的各组织之间的亮度差异被抑制。具体的,由于参考图像中目标部位的对比度信号受抑制,使得参考图像中目标部位的各组织结构被弱化,或者,参考图像中无法体现目标部位的各组织结构。换言之,参考图像可以理解为是目标部位的无组织结构图像或弱化组织结构图像。例如,参考图像中目标部位所包含的水、脂肪之间的质子密度差异被抑制。
55.在mr系统中,由于目标部位所包含的各个组织的质子密度存在差异,因此,各个组织呈现图像上的亮度不同,图像上的不同组织间的对比度信息可以反映出各组织的组织结构。而图像的亮度信息包括缠绕在一起的质子密度信息、接收场不均匀信息和发射场不均匀信息。因此,本技术可通过预设扫描序列对目标部位进行预扫描,以得到目标部位的不同组织间的对比度信息受抑制的参考图像,以使参考图像的亮度信息仅包括接收场不均匀信息以及发射场不均匀信息。
56.换言之,本实施例对目标部位进行预扫描,以得到目标部位的两种或多种不同组织间的对比度信号受抑制的参考图像的目的在于:得到目标部位的弱化组织结构或无组织结构的图像,进而从弱化组织结构或无组织结构的图像中提取接收场不均匀信息。在此实施例中,目标部位的两种或多种不同组织间的对比度信号受抑制的参考图像,可以是参考图像中属于两种组织的区域像素值相似度接近80%以上,或者两种组织的边界区域无明显的梯度。
57.可选的,参考图像可以通过如下方式确定:基于预设扫描序列采集目标部位的无加权图像,将无加权图像作为参考图像。
58.其中,无加权图像中目标部位的各组织的组织结构信息被弱化,因此,无加权图像中对比度信号受到抑制。示例性的,无加权图像可以是无加权的质子密度图像、无加权的t1图像、无加权的t2图像等。也就是说,本实施例可以直接通过预设扫描序列扫描得到目标部位的无加权图像,将无加权图像作为参考图像。
59.可选的,无加权图像或弱加权图像可以是在目标部位的图像采集过程中抑制组织
的纵向弛豫差别,预设扫描序列的te参数可以设置为10-100ms,tr设置为1-5ms,以实现降低或抑制t1加权的影响。或者,无加权图像或弱加权图像可以是在目标部位的图像采集过程中抑制组织的横向弛豫差别,预设扫描序列的te参数可以设置为500-1000ms,tr设置为10-50ms,以实现降低或抑制t2加权的影响。
60.示例性的,预设扫描序列可以是3d梯度回波序列。在一种实施方式中,预设扫描序列包括设定序列以及序列参数。其中,可选的,序列参数包括但不限于视场角(field ofview,fov)、矩阵像素、翻转角、回波时间以及重复时间。其中,矩阵像素可以是像素点的矩阵大小,即,图像分辨率。
61.在一种优选的实施方式中,序列参数包括:包含目标部位的fov、较小的矩阵像素、较小的翻转角(小翻转角可以使序列对翻转角的响应为线性响应,并使图像中的发射场不均匀信息被线性的体现在图像亮度中)、同相位回波时间以及较小的重复时间。设置序列参数的目的在于:使得t1、t2图像中目标部位的不同组织的对比度信息被弱化,得到弱化组织结构或无组织结构的图像,进而便于从中提取到接收场不均匀信息。
62.s120、基于参考图像确定目标部位对应的射频场初始图。
63.其中,射频场初始图可以反应目标部位所对应的局部线圈的射频场不均匀信息。具体的,本实施例所得到的参考图像的亮度信息中包括目标部位对应的发射场信息和接收场信息的组合。因此,可以从参考图像中获取到目标部位对应的发射场信息和接收场信息的组合,即,得到与射频发射场和射频接收场相关的射频场初始图。
64.在实际扫描过程中,目标部位处于mr系统的成像扫描区域,射频发射线圈会执行射频脉冲而在成像扫描区域产生射频发射场,位于目标部位表面的磁共振接收线圈会接收射频脉冲激发目标部位而产生的磁共振信号。通常情况下,磁共振接收线圈会包括多个接收线圈单元形成的阵列,处于不同位置的接收线圈单元由于距离目标部位的不同会产生不同的灵敏度。前述采集得到的射频场初始图会混合有发射场图(发射场图反应成像扫描区域的每个位置对于射频脉冲的响应)和磁共振接收线圈的灵敏度分布(接收线圈对于磁共振信号的响应)。
65.在一种实施方式中,可以直接将参考图像确定为目标部位对应的射频场初始图;在另一种实施方式中,还可以从参考图像中提取低频信息,根据低频信息重建得到的图像作为目标部位对应的射频场初始图。
66.可选的,所述基于参考图像确定目标部位对应的射频场初始图,包括:获取参考图像的低频信息;基于低频信息确定目标部位对应的射频场初始图。
67.其中,考虑到参考图像可以是无组织结构的图像,也可以是弱化组织结构的图像。当参考图像为弱化组织结构的图像时,参考图像包括射频场初始图和残余组织结构信息,残余组织结构信息可以是图像中的中高频信息,射频场初始图可以是图像中的低频信息。因此,可以通过提取参考图像的低频信息,或,过滤掉参考图像的中高频信息,得到目标部位对应的射频场初始图。
68.示例性的,可以通过快速下降法、低通滤波、拟合计算或求最优解等方式获取参考图像的低频信息,本技术对获取低频信息的方式不进行限定。
69.在该可选的实施方式中,通过获取参考图像的低频信息确定目标部位对应的射频场初始图,好处在于:提高射频场初始图的准确性,从而提高接收场信息的准确性,进一步
的,提高接收场的校正效果。
70.s130、获取目标部位所处发射场的发射场图,并基于射频场初始图和发射场图确定目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
71.其中,发射场的发射场图可通过如下方式确定:根据预设采集序列,计算目标部位的实际发射场信息,将目标部位的实际发射场信息作为发射场的发射场图。预设采集序列可以是预先设置的,用于扫描计算局部线圈发射场不均匀信息的序列。示例性的,预设采集序列可以是b1 mapping序列,如,dam(double angle methods,双角度法)序列、afi(actual flip angle imaging,实际翻转角成像)序列,等。
72.具体的,通过预设采集序列,可以计算出目标部位对应的实际发射场信息,即得到发射场的发射场图。其中,实际发射场信息可以是目标部位对应的局部线圈的发射场不均匀信息。
73.在得到实际发射场信息后,根据射频场初始图和发射场的发射场图,即可确定出目标部位的实际接收场信息,将目标部位的实际接收场信息作为目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。其中,实际接收场信息可以是目标部位对应的局部线圈的接收场不均匀信息。
74.可选的,在确定磁共振接收线圈的灵敏度分布之后还包括:获取目标部位的待处理图像;基于实际发射场信息和/或实际接收场信息,对待处理图像进行校正处理,得到目标图像。
75.其中,待处理图像可以是目标部位的扫描图像,如,t1加权图像,t2加权图像,质子密度图像等。具体的,在得到目标部位的实际接收场信息以及实际发射场信息后,该实际接收场信息或实际发射场信息均可以视为待处理图像的校正信息。
76.需要说明的是,对待处理图像的校正过程,可以是基于实际发射场信息和实际接收场信息依次分别对待处理图像进行校正,得到接收场和发射场均被校正的目标图像;也可以是仅基于实际发射场信息,或实际接收场信息,对待处理图像进行校正。其中,在基于实际发射场信息和实际接收场信息依次分别对待处理图像进行校正时,校正的顺序可以是先进行发射场校正,或者,先进行接收场校正,本技术对此不进行限定。
77.在一种实施方式中,可以是通过对一个磁共振序列进行参数调节,得到无组织结构信息或弱化组织结构信息(对比度信息受抑制)的图像,即参考图像,使得参考图像上的亮度信息仅为发射场不均匀信息和接收场不均匀信息,再通过测量手段获取实际发射场信息,即可确定出实际接收场信息。其中,参数调节可以是对fov、矩阵像素、翻转角、回波时间、重复时间等扫描/成像参数进行调整。
78.当然,在另一种实施方式中,还可以是通过对一个磁共振序列进行参数调节,直接得到无加权的扫描图像,如无加权质子密度图像、无加权t1图像、无加权t2图像等,其中,无加权的扫描图像中组织结构信息(对比度信息)被弱化,图像上的亮度信息中的低频成分为发射场不均匀信号和接收场不均匀信息,通过图像处理方法获取图像中的低频信息,并通过测量手段得到实际发射场信息,即可确定出实际接收场信息。其中,参数(进行调节的参数)可以是fov、矩阵像素、翻转角、回波时间、重复时间等。
79.本实施例的技术方案,通过预先设置的扫描序列,得到目标部位的对比度信息受抑制的参考图像,根据参考图像确定目标部位对应的射频场初始图,并基于预先设置的采
集序列,得到目标部位对应的实际发射场信息并作为发射场的发射场图,进而根据射频场初始图和发射场图确定实际接收场信息,将确定的实际接收场信息作为磁共振接收线圈的灵敏度分布,实现了高场强磁共振系统中射频场的接收场信息的确定。
80.实施例二
81.图2为本发明实施例二提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图,本实施例在上述各实施例的基础上,可选的,所述基于预设扫描序列对目标部位进行预扫描,得到参考图像,包括:基于预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异,得到所述目标部位的对比度差异抑制图像;将所述对比度差异抑制图像作为参考图像。
82.其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图2,本实施例提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法包括如下步骤:
83.s210、基于预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异,得到目标部位的不同组织对比度差异抑制图像。
84.其中,预设扫描序列包括设定序列以及序列参数。可选的,序列参数包括但不限于视场角(field ofview,fov)、矩阵像素、翻转角、回波时间以及重复时间。设定序列可以是3d梯度回波序列。
85.具体的,由于目标部位中各组织的质子密度不同,因此,目标部位所包含的各组织呈现在图像上的灰度值也不同。如,水的质子密度与脂肪的质子密度不同,其呈现在图像上时水为较黑区域,脂肪为较明亮区域。
86.本实施例可以通过预设扫描序列,调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异。可选的,所述基于预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异,包括:基于预设扫描序列,降低目标部位包含的各组织之间的对比度差异层级。具体的,通过降低对比度差异层级,以降低明亮区域与暗区域之间的亮度层级,进而降低各组织呈现在图像上的明暗差异等级,使得明亮区域与暗区域的明暗差异最小化,得到目标部位的不同组织对比度信息受抑制的图像。
87.可选的,所述基于预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异,包括:基于预设扫描序列,对目标部位包含的各组织之间的亮度进行调整,以降低各组织之间的亮度差异。具体的,可以通过预设扫描序列,调整目标部位包含的各组织的亮度,将明亮组织的亮度降低,将暗组织的亮度升高,以降低明亮区域与暗区域之间的亮度差异,得到目标部位的不同组织对比度信息受抑制的图像。
88.可选的,所述对目标部位包含的各组织之间的亮度进行调整,包括:确定目标部位包含的各组织的亮度均值;基于亮度均值,调整目标部位包含的各组织的区域亮度。
89.其中,亮度均值可以是目标部位的整体亮度的均值。具体的,该可选的实施方式可以以亮度均值为标准,调整目标部位所包含的各组织的亮度,使得各组织的亮度趋近于亮度均值,从而降低各组织之间的对比度差异,从而得到仅包含射频场不均匀信息的参考图像。
90.在该可选的实施方式中,所述基于质子密度均值,增加或减少目标部位包含的各组织的质子密度,包括:降低亮度高于亮度均值的组织的亮度,增加亮度低于亮度均值的组织的亮度;或者,基于亮度均值,以对冲/相互弥补的方式调整目标部位包含的各组织的亮
度。
91.具体的,以对冲的方式调整目标部位包含的各组织的亮度,可以理解为对各组织的亮度进行相互弥补,如,利用亮度较高的组织弥补亮度较低的组织,使得相互弥补后的各组织的亮度等于亮度均值,或者,趋近于亮度均值,得到对比度差异抑制图像。
92.当然,本实施例还可以在调整目标部位包含的各组织的亮度的同时,调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异层级,以进一步弱化图像中所呈现的目标部位的各组织结构。
93.s220、将所述对比度差异抑制图像作为参考图像,基于参考图像确定目标部位对应的射频场初始图。
94.其中,参考图像中对应目标部位的组织结构信息受抑制。
95.需要说明的是,上述基于预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异的步骤,可以在预设扫描序列的扫描过程中进行,在扫描完成后,将扫描结果直接确定为参考图像。
96.s230、根据预设采集序列,获取目标部位所处发射场的发射场图,并基于射频场初始图和发射场图确定目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
97.本实施例的技术方案,通过预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异,得到组织结构信息受抑制的参考图像,使得参考图像仅包含射频场初始图,进而实现了接收场信息的确定。并且,通过本发明实施例提供的接收场确定方法,可以实现接收场、发射场的独立校正,从而提高射频场的校正效果。
98.实施例三
99.图3为本发明实施例三提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图,本实施例在上述各实施例的基础上,可选的,所述基于预设扫描序列对目标部位进行预扫描,包括:基于预先设置的序列信息表,确定目标部位对应的预设扫描序列,其中,所述序列信息表包括各部位以及各部位对应的扫描序列;基于所述预设扫描序列对所述目标部位进行预扫描。
100.其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图3,本实施例提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法包括如下步骤:
101.s310、基于预先设置的序列信息表,确定目标部位对应的预设扫描序列,其中,序列信息表包括各部位以及各部位对应的扫描序列。
102.在本实施例中,考虑到各部位的组织尺寸并不相同,射频电磁波与各个部位产生的抗电效应也不相同,从而各部位对应的射频场不均匀信息不同。
103.因此,针对同一目标部位,可以使用一次测量和求解得到的实际发射场信息和实际接收场信息,进行该目标部位的重复校正。而针对不同的目标部位,需针对各目标部位重复进行实际接收场信息的确定。即,需要单独确定各目标部位的实际接收场信息(目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布)和实际发射场信息(目标部位所处发射场的发射场图)。在单独确定各目标部位的实际接收场信息时,各目标部位对应的预设扫描序列也可能不同,具体的,可以是各目标部位的预设扫描序列的序列参数不相同。
104.因此,本实施例可以预先设置序列信息表,序列信息表中存储有各部位以及各部位对应的扫描序列,如,肝脏-扫描序列a,乳腺-扫描序列b,等。当需要确定目标部位的实际
接收场信息时,可以通过序列信息表查询目标部位对应的预设扫描序列,以基于预设扫描序列获取参考图像。
105.当然,序列信息表还可以包括各组织尺寸以及各组织尺寸对应的扫描序列。相应的,所述基于预设扫描序列对目标部位进行预扫描,包括:确定目标部位的组织尺寸;基于预先设置的序列信息表,确定目标部位的组织尺寸对应的预设扫描序列。
106.s320、基于预设扫描序列对目标部位进行预扫描,得到参考图像,其中,参考图像中对应目标部位的组织结构信息受抑制。
107.s330、基于参考图像确定目标部位对应的射频场初始图,并根据预设采集序列,获取目标部位所处发射场的发射场图。
108.s340、基于射频场初始图和发射场图确定目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
109.本实施例的技术方案,通过基于预先设置的序列信息表,查询目标部位对应的预设扫描序列,无需针对每一个扫描对象单独制定对应的扫描序列,仅通过一次查询即可得到扫描对象的扫描序列,提高了确定目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布的效率,进而提高了目标部位的采集图像的校正效率。
110.实施例四
111.图4为本发明实施例四提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法的流程示意图,本实施例在上述各实施例的基础上,可选的,所述根据预设采集序列,计算目标部位的实际发射场信息,包括:基于预设采集序列,采集至少两幅发射场信息相关的回波图;基于至少两幅发射场信息相关的回波图计算目标部位的实际发射场信息。
112.其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图4,本实施例提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法包括如下步骤:
113.s410、基于预设扫描序列对目标部位进行预扫描,得到参考图像,基于参考图像确定目标部位对应的射频场初始图。
114.其中,参考图像中对应目标部位的组织结构信息受抑制。
115.s420、基于预设采集序列,采集至少两幅发射场信息相关的回波图。
116.其中,预设采集序列可以是b1 mapping序列,如,dam序列、afi序列,等。具体的,通过预设采集序列对目标部位进行扫描,得到至少两幅发射场信息相关的回波图。
117.s430、基于至少两幅发射场信息相关的回波图获取目标部位所处发射场的发射场图。
118.如图4a所示,预设采集序列为afi(actual flip-angle imaging)序列,该序列包括翻转角都为α的第一rf脉冲和第二rf脉冲,且第一rf脉冲的重复时间(repetition time)为tr1,第二rf脉冲的重复时间为tr2。第一rf脉冲激发后采集的信号强度为s1,第二rf脉冲激发后采集的信号强度为s2。两次采集的信号分别进行重建即可得到两幅发射场信息相关的回波图。rf脉冲激发后采集信号的强度分别表达为:
[0119][0120]
[0121][0122][0123]
其中,m
z1
表示第一rf脉冲激发后目标部位的横向磁化矢量;m
z2
表示第二rf脉冲激发后目标部位的横向磁化矢量;m0表示纵向磁化强度矢量;表示纵向磁化强度矢量;te表示回波时间;t1、t2以及分别为弛豫常数。示例性的,可以将至少两幅发射场信息相关的回波图进行相除,得到一个与发射场因子相关的图像,基于该与发射场因子相关的图像即可计算出目标部位的实际发射场信息。
[0124]
在此实施例中,将两幅发射场信息相关的回波图进行相除,为发射场中的每个位置确定比例因子r,该比例因子又为翻转角的函数,因此根据该比例因子即可确定每个位置所感受到的发射脉冲响应,即为每一个位置确定发射脉冲的因子(翻转角的大小)。根据每一位置的两个信号强度获得翻转角的大小即为目标部位所处发射场的发射场图。
[0125][0126][0127][0128]
在上述公式中,n为常数,具体为第一rf脉冲的重复时间与第二rf脉冲的重复时间的比值。
[0129]
s440、基于射频场初始图和发射场图确定目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
[0130]
本实施例的技术方案,通过扫描得到至少两幅发射场信息相关的回波图获取实际发射场信息,将所获取实际发射场信息作为目标部位所处发射场的发射场图,实现了实际发射场信息的确定(目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布的确定),进而实现了实际接收场信息的准确确定。
[0131]
在另外一种实施方式中,还可以基于预设采集序列,采集至少两幅发射场信息相关的回波图,基于至少两幅发射场信息相关的回波图计算目标部位的实际发射场信息。其中,发射场相位图像可以是反映发射场相位变化的图像。即,通过检测发射场导致的信号相位变化,计算实际发射场的空间分布。
[0132]
实施例五
[0133]
图5为本发明实施例五提供的一种磁共振图像校正的流程示意图。其首先获取仅包含射频发射场和接收场分布信息的射频场初始图,再通过测量手段得到发射场信息,基于发射场信息可大致估计出接收场分布。利用此方法可实现在高场上评估接收场的方法并对图像独立进行接收场不匀的校正,进一步实现高场上的射频场不匀的完整校正。该方法主要包括:
[0134]
s510、获取参考图像,其中,参考图像中对应目标部位的组织结构信息受抑制。
[0135]
其中,参考图像通过对目标部位执行预扫描序列,该预扫描序列的参数经过优化,能够使得目标部位采集得到的磁共振信号重建得到的图像弱化不同组织之间的对比度和/获质子密度信息。在此实施例中,预扫描序列采用3d梯度回波序列,成像矩阵选择32
×
32像素,翻转角设定在1
°‑
15
°
范围内,使得预扫描序列对翻转角的响应为线性响应,参考图像中的发射场不匀信息能线性的体现在图像亮度中;同时,设定水和脂肪的te为同相位,tr远小于两弛豫常数t1和t2,使得不同组织之间的t1和t2加权对比度信息弱化。
[0136]
s520、基于参考图像确定目标部位对应的射频场初始图。在此实施例中,从参考图像中提取低频信息,根据低频信息重建得到的图像作为目标部位对应的射频场初始图。
[0137]
s530、获取目标部位所处发射场的发射场图,并基于射频场初始图和发射场图确定目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
[0138]
目标部位选择为头部,如图5a所示,左图为本技术实施例所获得的参考图像,该参考图像中,灰质和白质的结构信息得到抑制,两者的对比度信息被部分抑制。中间图为本技术实施例所获得的射频场初始图,该射频场初始图中具有较好的均一化,且几乎无组织结构信息。右图为本技术实施例所获得的发射场图,该发射场图同样具有较好的均一性。在此实施例中,将发射场图作均一化处理后,与射频场初始图作差分处理,即可得到磁共振接收线圈的灵敏度分布图。
[0139]
s540、基于发射场图和磁共振接收线圈的灵敏度分布对待处理磁共振图像进行校正,获取校正的磁共振图像。
[0140]
如图5b所示,为本技术实施例所处理的磁共振图像示意图。其中,左图为待处理磁共振图像,左下角区域受发射场的影响,强度较量,其他区域信号强度较暗,存在较为严重的非均匀性。中间图为采用本技术方法所获得的校正的磁共振图像,其均一性得到明显改善。作为对比,右图为仅进行发射场校正的图像,该图像的中间区域仍然亮度突出,仍然存在较为严重的非均匀性。
[0141]
实施例六
[0142]
图6为本发明实施例六提供的一种磁共振接收线圈的灵敏度分布确定装置的结构示意图,本实施例可适用于在对扫描对象的采集图像进行校正之前,确定扫描对象的实际接收场信息的情形,该装置具体包括:参考图像获取模块610、射频场确定模块620以及灵敏度分布确定模块630。
[0143]
参考图像获取模块610,用于获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的至少两种组织间的对比度信息受抑制。在此实施例中,参考图像获取模块610可基于预设扫描序列对目标部位进行预扫描,得到参考图像。
[0144]
射频场确定模块620,用于基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图;
[0145]
灵敏度分布确定模块630,用于获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。在此实施例中,灵敏度分布确定模块630可用于根据预设采集序列,计算所述目标部位的实际发射场信息作为发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位的实际接收场信息,该实际接收场信息即为磁共振接收线圈的灵敏度分布。
[0146]
在本实施例中,通过参考图像获取模块得到目标部位的不同组织对比度信息受抑
制的参考图像,根据射频场确定模块确定目标部位对应的射频场初始图,并基于灵敏度分布确定模块得到目标部位对应的实际发射场信息,进而确定实际接收场信息,实现了射频场的接收场信息的确定,进而实现了接收场和发射场的独立校正,从而提高了射频场的校正效果。
[0147]
可选的,参考图像获取模块610包括第一扫描单元,用于基于预设扫描序列采集目标部位的无加权图像,将所述无加权图像作为参考图像。
[0148]
可选的,参考图像获取模块610包括第二扫描单元,用于基于预设扫描序列调整目标部位包含的各组织之间的对比度差异,得到所述目标部位的不同组织对比度差异抑制图像;将所述目标部位的不同组织对比度差异抑制图像作为参考图像。
[0149]
可选的,射频场确定模块620具体用于获取所述参考图像的低频信息;基于所述低频信息确定所述目标部位对应的射频场初始图。
[0150]
可选的,参考图像获取模块610包括扫描序列确定单元和扫描单元,其中,扫描序列确定单元用于基于预先设置的序列信息表,确定目标部位对应的预设扫描序列,其中,所述序列信息表包括各部位以及各部位对应的扫描序列;扫描单元用于基于所述预设扫描序列对所述目标部位进行预扫描。
[0151]
可选的,灵敏度分布确定模块630包括发射场确定单元和接收场确定单元,其中,发射场确定单元用于根据预设采集序列,计算所述目标部位的实际发射场信息,将计算得到的实际发射场信息作为目标部位所处发射场的发射场图;接收场确定单元用于基于所述射频场初始图和发射场图确定所述目标部位的实际接收场信息,即确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
[0152]
可选的,发射场确定单元具体用于基于预设采集序列,采集至少两幅发射场信息相关的回波图;基于至少两幅发射场信息相关的回波图计算目标部位的实际发射场信息。
[0153]
可选的,所述磁共振接收线圈的灵敏度分布确定装置还包括校正模块,所述校正模块用于获取所述目标部位的待处理图像;基于所述实际发射场信息和/或所述实际接收场信息,对所述待处理图像进行校正处理,得到目标图像。
[0154]
本发明实施例所提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定装置可执行本发明任意实施例所提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0155]
值得注意的是,上述系统所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明实施例的保护范围。
[0156]
实施例七
[0157]
图7是本发明实施例七提供的一种电子设备的结构示意图。图7示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备12的框图。图7显示的电子设备12仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。设备12典型的是承担确定接收场信息和发射场信息功能的电子设备。
[0158]
如图7所示,电子设备12以通用计算设备的形式表现。电子设备12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16,存储器28,连接不同组件(包括存储器28和处理单元16)的总线18。
[0159]
总线18表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(industry standardarchitecture,isa)总线,微通道体系结构(micro channel architecture,mca)总线,增强型isa总线、视频电子标准协会(video electronics standardsassociation,vesa)局域总线以及外围组件互连(peripheral component interconnect,pci)总线。
[0160]
电子设备12典型地包括多种计算机可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备12访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
[0161]
存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机装置可读介质,例如随机存取存储器(randomaccess memory,ram)30和/或高速缓存存储器32。电子设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机存储介质。仅作为举例,存储装置34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如只读光盘(compact disc-read only memory,cd-rom)、数字视盘(digital video disc-read only memory,dvd-rom)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品40,该程序产品40具有一组程序模块42,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。程序产品40,可以存储在例如存储器28中,这样的程序模块42包括但不限于一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0162]
电子设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、鼠标、摄像头等和显示器)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备12交互的设备通信,和/或与使得该电子设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且,电子设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(localareanetwork,lan),广域网wideareanetwork,wan)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器20通过总线18与电子设备12的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备12使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(redundantarrays ofindependent disks,raid)装置、磁带驱动器以及数据备份存储装置等。
[0163]
处理器16通过运行存储在存储器28中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明上述实施例所提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法,包括:获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的至少两种组织间的对比度信息受抑制;基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图;获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
[0164]
处理器16通过运行存储在存储器28中的程序,还能实现磁共振图像校正功能:获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的组织结构信息受抑制;基于所述参考图
像确定所述目标部位对应的射频场初始图;获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布;基于所述发射场图和所述磁共振接收线圈的灵敏度分布对待处理磁共振图像进行校正,获取校正的磁共振图像。
[0165]
当然,本领域技术人员可以理解,处理器还可以实现本发明任意实施例所提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法、磁共振图像校正方法的技术方案。
[0166]
实施例八
[0167]
本发明实施例八还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的磁共振接收线圈的灵敏度分布确定方法步骤,该方法包括:获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的至少两种组织间的对比度信息受抑制;基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图;获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布。
[0168]
或者,该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的磁共振图像校正方法步骤:获取参考图像,其中,所述参考图像中对应目标部位的组织结构信息受抑制;基于所述参考图像确定所述目标部位对应的射频场初始图;获取所述目标部位所处发射场的发射场图,并基于所述射频场初始图和所述发射场图确定所述目标部位对应的磁共振接收线圈的灵敏度分布;基于所述发射场图和所述磁共振接收线圈的灵敏度分布对待处理磁共振图像进行校正,获取校正的磁共振图像。
[0169]
本发明实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0170]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0171]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等,或者上述的任意合适的组合。
[0172]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++,还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立
的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0173]
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
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