專利名稱：磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)，尤其涉及一種磁共振成像變形的矯正方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像技術(shù)是將受檢者的身體或身體的某部位置于主磁場(chǎng)中，在掃描拍攝時(shí)，需要在多個(gè)方向疊加用于位置編碼的梯度場(chǎng)，該梯度場(chǎng)由梯度線圈產(chǎn)生。由于梯度線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)-梯度線圈的非線性導(dǎo)致最終獲得的圖像存在變形或失真。在設(shè)備成像中，梯度場(chǎng)往往在一個(gè)特定的范圍內(nèi)成近似線性，圖像變形較小，該區(qū)域稱“近似線性區(qū)”；當(dāng)大掃描視野(FOV)成像時(shí)，成像區(qū)域的邊緣常常位于梯度場(chǎng)近似線性區(qū)之外，獲取的圖像變形較嚴(yán)重。而在小的FOV成像時(shí)，由于圖像變形不嚴(yán)重，如跟大FOV—樣矯正時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致矯正后的圖像出現(xiàn)模糊。為了解決以上問(wèn)題，在成像時(shí)通常由操作者在用戶界面上根據(jù)掃描需求自行判斷和選擇是否進(jìn)行矯正。經(jīng)過(guò)矯正后的圖像和未經(jīng)矯正的圖像在用于后續(xù)成像的片層定位參考上適用性不同，這增加 了用戶操作的復(fù)雜度，同時(shí)，可能因?yàn)椴僮髡叩腻e(cuò)誤判斷影像成像質(zhì)量和浪費(fèi)掃描時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供磁共振成像變形的矯正方法，根據(jù)掃描需求和變形誤差自適應(yīng)進(jìn)行矯正的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段:一種磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，所述方法包括如下步驟:步驟1、確定梯度場(chǎng)的梯度非線性和系統(tǒng)最大允許誤差；步驟2、掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對(duì)患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考；步驟3、獲得掃描數(shù)據(jù)，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據(jù)定位像調(diào)整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍；步驟4、根據(jù)所述系統(tǒng)最大允許誤差判斷所述片層組或厚片組的圖像是否在范圍內(nèi)；步驟5、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協(xié)議參數(shù)發(fā)送至譜儀用于成像激發(fā)及圖像重建；步驟6、圖像重建時(shí)，根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超出所述范圍的所述片層組或厚片組進(jìn)行矯正；否則，不進(jìn)行矯正。進(jìn)一步的，以上所述步驟4中的判斷過(guò)程如下:首先，根據(jù)所述系統(tǒng)最大允許誤差計(jì)算出設(shè)備坐標(biāo)系下處于該允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域；接著，根據(jù)患者擺位信息建立患者坐標(biāo)系和所述設(shè)備坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系；以及計(jì)算患者坐標(biāo)系下該允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域；然后，計(jì)算所述圖形化片層定位模塊中，所述參考圖像上對(duì)應(yīng)的最大允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域A ;最后，判斷片層組的每個(gè)片層是否處于所述成像區(qū)域A內(nèi)；或者判斷整個(gè)厚片組是否處于所述成像區(qū)域A內(nèi)；并標(biāo)記到掃描協(xié)議中。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)最大允許誤差由用戶通過(guò)系統(tǒng)配置或掃描協(xié)議設(shè)置時(shí)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)置。本發(fā)明提供的另一種技術(shù)方案為:一種磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，所述方法包括如下步驟:步驟1、確定梯度場(chǎng)的梯度非線性和系統(tǒng)最大允許誤差；步驟2、掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對(duì)患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考；步驟3、獲得掃描數(shù)據(jù)，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據(jù)定位像調(diào)整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍；步驟4、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協(xié)議參數(shù)發(fā)送至譜儀用于成像激發(fā)及圖像重建；步驟5、根據(jù)所述系統(tǒng) 最大允許誤差判斷所述片層組或厚片組的圖像是否在誤差范圍內(nèi)；步驟6、圖像重建時(shí)，根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超出所述范圍的所述片層組或厚片組進(jìn)行矯正；否則，不進(jìn)行矯正。進(jìn)一步的，以上所述步驟5中的的判斷過(guò)程如下:首先，計(jì)算所述片層組或厚片組邊緣位置的最大變形即最大偏差距離；接著，判斷所述最大偏差距離是否在所述系統(tǒng)最大允許誤差范圍內(nèi)。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)最大允許誤差由用戶通過(guò)系統(tǒng)配置或掃描協(xié)議設(shè)置時(shí)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)置。本發(fā)明由于采用以上所述技術(shù)方案，根據(jù)梯度場(chǎng)的非線性，以及圖像與系統(tǒng)最大允許誤差等信息自動(dòng)判斷是否進(jìn)行矯正，從而不僅簡(jiǎn)化了操作程序，提高了操作效率；而且使圖像質(zhì)量有一定程度的提高。


本發(fā)明的磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法由以下的實(shí)施例及附圖詳細(xì)給出。圖1為本發(fā)明磁共振成像變形自適應(yīng)矯正方法實(shí)施例1的流程圖；圖2為本發(fā)明磁共振成像變形自適應(yīng)矯正方法實(shí)施例1的患者坐標(biāo)系示意圖；圖3為本發(fā)明磁共振成像變形自適應(yīng)矯正方法實(shí)施例2的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。磁共振系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”)主要組成部分包括主機(jī)、譜儀、梯度信號(hào)發(fā)生及放大器、射頻信號(hào)發(fā)生及放大器、水冷系統(tǒng)、主動(dòng)勻場(chǎng)電源、射頻動(dòng)態(tài)控制及監(jiān)控、射頻接收模塊以及其他外圍模塊。在常規(guī)的磁共振成像時(shí)，主機(jī)在掃描片層組位置和范圍定位后，將掃描協(xié)議發(fā)送至譜儀；譜儀加載并運(yùn)行相應(yīng)成像序列，轉(zhuǎn)變成射頻信號(hào)及梯度控制信號(hào)；射頻信號(hào)發(fā)射后作用于掃描對(duì)象，產(chǎn)生磁共振信號(hào)；梯度控制信號(hào)經(jīng)放大用于控制梯度線圈進(jìn)行成像的空間編碼以及定位信號(hào)產(chǎn)生的空間位置；射頻接收模塊采集到磁共振信號(hào)發(fā)送至譜儀圖像重建模塊進(jìn)行相應(yīng)的圖像重建和處理，包含圖像變形矯正；最后，圖像被傳送到主機(jī)進(jìn)行圖像的顯示瀏覽及后續(xù)的掃描定位參考。實(shí)施例1在本實(shí)施例中，所述磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法包括如下步驟:如圖1所示，Sll:在系統(tǒng)調(diào)諧時(shí)，獲取梯度場(chǎng)的場(chǎng)圖，從而確定梯度場(chǎng)的梯度非線性；根據(jù)用戶需求設(shè)置系統(tǒng)最大允許誤差，該系統(tǒng)最大允許誤差由用戶通過(guò)系統(tǒng)配置或掃描協(xié)議設(shè)置時(shí)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)置，在本實(shí)施例中設(shè)置為4_。根據(jù)系統(tǒng)最大允許誤差(4_)計(jì)算出設(shè)備坐標(biāo)系下處于該允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域?；颊哌M(jìn)行登記和定位，系統(tǒng)根據(jù)患者擺位信息自動(dòng)建立患者坐標(biāo)系和設(shè)備坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，如圖2所示，其中患者坐標(biāo)系(Sag，Cor，Tra)指根據(jù)DICOM標(biāo)準(zhǔn)定義的根據(jù)患者所擺體位確定的坐標(biāo)系統(tǒng)，其坐標(biāo)原點(diǎn)與梯度場(chǎng)原點(diǎn)重合，坐標(biāo)定義為:Sag:從右手方向指向左手方向(from right to left),即左手方向?yàn)檎较?，記為RL;Cor:從身體前向指向后向(from anterior to posterior),即背部為正方向，記為AP ；Tra:從身體下方指向身體上方(from inferior to superior),即頭部為正方向，記為IS。其中設(shè)備坐標(biāo)系(X，Y，Z`)為磁共振成像系統(tǒng)固定的物理坐標(biāo)系統(tǒng)，其坐標(biāo)原點(diǎn)與主磁場(chǎng)BO場(chǎng)原點(diǎn)重合,坐標(biāo)定義為:X:平行于地面，當(dāng)沿BO方向前視時(shí)，指向觀察者右手方向；Y:垂直于地面，向上為正方向；Z:平行于BO場(chǎng),方向與BO場(chǎng)相反。在患者登記過(guò)程中，存在幾種擺位信息，定義Θ為患者體位繞X軸的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度；φ.為患者體位繞Z軸的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)擺位方式，對(duì)應(yīng)了如下(θ, φ)以及相應(yīng)的患者坐標(biāo)系(Sag，Cor, Tra)與設(shè)備坐標(biāo)系(X，Y，Z)指向的關(guān)系如下:擺位1:頭先進(jìn)俯臥位HFP (0，0)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag，Cor, Tra)=(X，-Y，-z) +(-xO, y0, z0)；擺位2:頭先進(jìn)仰臥位HFS(0，π)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag, Cor, Tra) = (-X,Y，-Z) + (x0, -y0, ζ0)；擺位3:腳先進(jìn)俯臥位FFP ( π，0)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag，Cor, Tra) = (-X, -Y，Z) + (x0, y0, -ζ0)；擺位4:腳先進(jìn)仰臥位FFSO，π)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag, Cor, Tra) = (X,Y，-Z) +(-x0, -y0,z0)；擺位5:頭先進(jìn)右側(cè)臥位HFDR (0，/2)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag，Cor，Tra) = (Y，X，-Z) +(-y0, -χ0, ζ0)；
擺位6:頭先進(jìn)左側(cè)臥位HFLR(0，3 π/2)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag，Cor, Tra)=(-Y，-X, -Z) + (y0, x0，zO)；擺位7:腳先進(jìn)右側(cè)臥位FFDR (π，π /2)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag, Cor，Tra)=(Y，-X，Z) + (-yO, xO，-zO)；擺位8:腳先進(jìn)左側(cè)臥位FFDR ( π，3 π /2)，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系為(Sag，Cor，Tra)=(-Y, X，Z) + (yO, -xO, -zO)。其中(xO, yO, zO)為梯度場(chǎng)原點(diǎn)相對(duì)于BO場(chǎng)原點(diǎn)在設(shè)備坐標(biāo)系下的位移偏差,是固定的系統(tǒng)參數(shù)。依據(jù)該關(guān)系可以根據(jù)登記的患者擺位信息將設(shè)備坐標(biāo)系下的值(X，Y，Z)轉(zhuǎn)換為患者坐標(biāo)系下(Sag，Cor，Tra)的值。從而計(jì)算出系統(tǒng)最大允許誤差范圍內(nèi)在患者坐標(biāo)系下的成像區(qū)域。S12、患者檢查時(shí)，首先掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對(duì)患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考。S13、計(jì)算所述圖 形化片層定位模塊中，所述參考圖像的允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域A ;在圖形化片層定位模塊上，根據(jù)定位像調(diào)整后續(xù)掃描所計(jì)劃的片層組或厚片組的位置、方向或范圍。S14、根據(jù)所述系統(tǒng)最大允許誤差判斷片層組的每個(gè)片層是否處于所述成像區(qū)域A內(nèi)；或者判斷整個(gè)厚片組是否處于所述成像區(qū)域A內(nèi)；并將判斷結(jié)果標(biāo)記到掃描協(xié)議中。S15、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協(xié)議參數(shù)發(fā)送至譜儀用于成像激發(fā)及圖像重建。S16、圖像重建時(shí)，根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超出所述范圍的所述片層組進(jìn)行2D變形矯正；否則，不進(jìn)行矯正。對(duì)超出所述范圍的所述厚片組進(jìn)行3D變形矯正；否則，不進(jìn)行矯正。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，所述磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法包括如下步驟:S21、在系統(tǒng)調(diào)諧時(shí)，獲取梯度場(chǎng)的場(chǎng)圖，從而確定梯度場(chǎng)的梯度非線性；根據(jù)用戶需求設(shè)置系統(tǒng)最大允許誤差，該系統(tǒng)最大允許誤差由用戶通過(guò)系統(tǒng)配置或掃描協(xié)議設(shè)置時(shí)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)置。在本實(shí)施例中設(shè)置為4_。S22、患者檢查時(shí)，首先掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對(duì)患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考；S23、在圖形化片層定位模塊上，根據(jù)定位像調(diào)整后續(xù)掃描所計(jì)劃的片層組或厚片組的位置、方向或范圍S24、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協(xié)議參數(shù)發(fā)送至譜儀用于成像激發(fā)及圖像重建；S25、圖像重建模塊根據(jù)片層組或厚片組的位置信息、其他掃描協(xié)議參數(shù)以及梯度場(chǎng)非線性參數(shù)，計(jì)算所述片層組或厚片組邊緣位置的最大變形即最大偏差距離；S26、接著，判斷所述最大偏差距離是否在所述系統(tǒng)最大允許誤差范圍內(nèi)。根據(jù)以上判斷結(jié)果對(duì)超出所述誤差范圍的所述片層組進(jìn)行2D變形矯正；否則，不進(jìn)行矯正。對(duì)超出所述范圍的所述厚片組進(jìn)行3D變形矯正；否則，不進(jìn)行矯正。以上所述實(shí)施例1和2中，根據(jù)梯度場(chǎng)的非線性，以及圖像與系統(tǒng)最大允許誤差等信息實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)判斷是否對(duì)圖像進(jìn)行矯正，不僅簡(jiǎn)化了操作程序，提高了操作效率；而且使圖像質(zhì)量有一定程度的提高。由于以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)受此限制，即凡是依本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)及本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，均應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1、確定梯度場(chǎng)的梯度非線性和系統(tǒng)最大允許誤差； 步驟2、掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對(duì)患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考； 步驟3、獲得掃描數(shù)據(jù)，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據(jù)定位像調(diào)整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍； 步驟4、根據(jù)所述系統(tǒng)最大允許誤差判斷所述片層組或厚片組的圖像是否在范圍內(nèi)；步驟5、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協(xié)議參數(shù)發(fā)送至譜儀用于成像激發(fā)及圖像重建； 步驟6、圖像重建時(shí)，根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超出所述范圍的所述片層組或厚片組進(jìn)行矯正；否則，不進(jìn)行矯正。
2.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，其特征在于，所述步驟4中的判斷過(guò)程如下: 首先，根據(jù)所述系統(tǒng)最大允許誤差計(jì)算出設(shè)備坐標(biāo)系下處于該允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域； 接著，根據(jù)患者擺位信息建立患者坐標(biāo)系和所述設(shè)備坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系；以及計(jì)算患者坐標(biāo)系下該允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域；然后，計(jì)算所述圖形化片層定位模塊中，所述參考圖像的允許誤差范圍內(nèi)的成像區(qū)域A ； 最后，判斷片層組的每個(gè)片層是否處于所述成像區(qū)域A內(nèi)；或者判斷整個(gè)厚片組是否處于所述成像區(qū)域A內(nèi)；并標(biāo)記到掃描協(xié)議中。
3.—種磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1、確定梯度場(chǎng)的梯度非線性和系統(tǒng)最大允許誤差； 步驟2、掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對(duì)患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考； 步驟3、獲得掃描數(shù)據(jù)，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據(jù)定位像調(diào)整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍； 步驟4、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協(xié)議參數(shù)發(fā)送至譜儀用于成像激發(fā)及圖像重建；步驟5、根據(jù)所述系統(tǒng)最大允許誤差判斷所述片層組或厚片組的圖像是否在誤差范圍內(nèi)； 步驟6、圖像重建時(shí)，根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超出所述范圍的所述片層組或厚片組進(jìn)行矯正；否則，不進(jìn)行矯正。
4.如權(quán)利要求3所述的磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，其特征在于，所述步驟5中的的判斷過(guò)程如下: 首先，計(jì)算所述片層組或厚片組邊緣位置的最大變形即最大偏差距離； 接著，判斷所述最大偏差距離是否在所述系統(tǒng)最大允許誤差范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，其特征在于，所述系統(tǒng)最大允許誤差由用戶通過(guò)系統(tǒng)配置或掃描協(xié)議設(shè)置時(shí)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁共振成像變形的自適應(yīng)矯正方法，包括確定梯度場(chǎng)的梯度非線性和系統(tǒng)最大允許誤差；掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對(duì)患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考；獲得掃描數(shù)據(jù)，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據(jù)定位像調(diào)整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍；根據(jù)所述系統(tǒng)最大允許誤差判斷所述片層組或厚片組的圖像是否在范圍內(nèi)；將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協(xié)議參數(shù)發(fā)送至譜儀用于成像激發(fā)及圖像重建；根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)超出所述范圍的所述片層組或厚片組進(jìn)行矯正；否則，不進(jìn)行矯正。所述方法簡(jiǎn)化了操作程序，提高了操作效率；而且使圖像質(zhì)量有一定程度的提高。
文檔編號(hào)A61B5/055GK103181763SQ20111045413
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者張強(qiáng), 張衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司