專利名稱：磁共振成像變形的自適應矯正方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像技術，尤其涉及一種磁共振成像變形的矯正方法。
背景技術：
磁共振成像技術是將受檢者的身體或身體的某部位置于主磁場中，在掃描拍攝時，需要在多個方向疊加用于位置編碼的梯度場，該梯度場由梯度線圈產生。由于梯度線圈產生的磁場-梯度線圈的非線性導致最終獲得的圖像存在變形或失真。在設備成像中，梯度場往往在一個特定的范圍內成近似線性，圖像變形較小，該區域稱“近似線性區”；當大掃描視野(FOV)成像時，成像區域的邊緣常常位于梯度場近似線性區之外，獲取的圖像變形較嚴重。而在小的FOV成像時，由于圖像變形不嚴重，如跟大FOV—樣矯正時，則會導致矯正后的圖像出現模糊。為了解決以上問題，在成像時通常由操作者在用戶界面上根據掃描需求自行判斷和選擇是否進行矯正。經過矯正后的圖像和未經矯正的圖像在用于后續成像的片層定位參考上適用性不同，這增加 了用戶操作的復雜度，同時，可能因為操作者的錯誤判斷影像成像質量和浪費掃描時間。

發明內容
本發明的目的是提供磁共振成像變形的矯正方法，根據掃描需求和變形誤差自適應進行矯正的方法。為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術手段:一種磁共振成像變形的自適應矯正方法，所述方法包括如下步驟:步驟1、確定梯度場的梯度非線性和系統最大允許誤差；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、獲得掃描數據，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據定位像調整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍；步驟4、根據所述系統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；步驟5、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協議參數發送至譜儀用于成像激發及圖像重建；步驟6、圖像重建時，根據判斷結果對超出所述范圍的所述片層組或厚片組進行矯正；否則，不進行矯正。進一步的，以上所述步驟4中的判斷過程如下:首先，根據所述系統最大允許誤差計算出設備坐標系下處于該允許誤差范圍內的成像區域；接著，根據患者擺位信息建立患者坐標系和所述設備坐標系的轉換關系；以及計算患者坐標系下該允許誤差范圍內的成像區域；然后，計算所述圖形化片層定位模塊中，所述參考圖像上對應的最大允許誤差范圍內的成像區域A ;最后，判斷片層組的每個片層是否處于所述成像區域A內；或者判斷整個厚片組是否處于所述成像區域A內；并標記到掃描協議中。進一步的，所述系統最大允許誤差由用戶通過系統配置或掃描協議設置時進行調整或設置。本發明提供的另一種技術方案為:一種磁共振成像變形的自適應矯正方法，所述方法包括如下步驟:步驟1、確定梯度場的梯度非線性和系統最大允許誤差；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、獲得掃描數據，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據定位像調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議參數發送至譜儀用于成像激發及圖像重建；步驟5、根據所述系統 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；步驟6、圖像重建時，根據判斷結果對超出所述范圍的所述片層組或厚片組進行矯正；否則，不進行矯正。進一步的，以上所述步驟5中的的判斷過程如下:首先，計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最大允許誤差范圍內。進一步的，所述系統最大允許誤差由用戶通過系統配置或掃描協議設置時進行調整或設置。本發明由于采用以上所述技術方案，根據梯度場的非線性，以及圖像與系統最大允許誤差等信息自動判斷是否進行矯正，從而不僅簡化了操作程序，提高了操作效率；而且使圖像質量有一定程度的提高。


本發明的磁共振成像變形的自適應矯正方法由以下的實施例及附圖詳細給出。圖1為本發明磁共振成像變形自適應矯正方法實施例1的流程圖；圖2為本發明磁共振成像變形自適應矯正方法實施例1的患者坐標系示意圖；圖3為本發明磁共振成像變形自適應矯正方法實施例2的流程圖。
具體實施例方式以下將對本發明的磁共振成像變形的自適應矯正方法作進一步的詳細描述。磁共振系統(以下簡稱“系統”)主要組成部分包括主機、譜儀、梯度信號發生及放大器、射頻信號發生及放大器、水冷系統、主動勻場電源、射頻動態控制及監控、射頻接收模塊以及其他外圍模塊。在常規的磁共振成像時，主機在掃描片層組位置和范圍定位后，將掃描協議發送至譜儀；譜儀加載并運行相應成像序列，轉變成射頻信號及梯度控制信號；射頻信號發射后作用于掃描對象，產生磁共振信號；梯度控制信號經放大用于控制梯度線圈進行成像的空間編碼以及定位信號產生的空間位置；射頻接收模塊采集到磁共振信號發送至譜儀圖像重建模塊進行相應的圖像重建和處理，包含圖像變形矯正；最后，圖像被傳送到主機進行圖像的顯示瀏覽及后續的掃描定位參考。實施例1在本實施例中，所述磁共振成像變形的自適應矯正方法包括如下步驟:如圖1所示，Sll:在系統調諧時，獲取梯度場的場圖，從而確定梯度場的梯度非線性；根據用戶需求設置系統最大允許誤差，該系統最大允許誤差由用戶通過系統配置或掃描協議設置時進行調整或設置，在本實施例中設置為4_。根據系統最大允許誤差(4_)計算出設備坐標系下處于該允許誤差范圍內的成像區域?；颊哌M行登記和定位，系統根據患者擺位信息自動建立患者坐標系和設備坐標系之間的轉換關系，如圖2所示，其中患者坐標系(Sag，Cor，Tra)指根據DICOM標準定義的根據患者所擺體位確定的坐標系統，其坐標原點與梯度場原點重合，坐標定義為:Sag:從右手方向指向左手方向(from right to left),即左手方向為正方向，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。其中設備坐標系(X，Y，Z`)為磁共振成像系統固定的物理坐標系統，其坐標原點與主磁場BO場原點重合,坐標定義為:X:平行于地面，當沿BO方向前視時，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,方向與BO場相反。在患者登記過程中，存在幾種擺位信息，定義Θ為患者體位繞X軸的逆時針旋轉角度；φ.為患者體位繞Z軸的逆時針旋轉角度。根據擺位方式，對應了如下(θ, φ)以及相應的患者坐標系(Sag，Cor, Tra)與設備坐標系(X，Y，Z)指向的關系如下:擺位1:頭先進俯臥位HFP (0，0)，坐標系轉換關系為(Sag，Cor, Tra)=(X，-Y，-z) +(-xO, y0, z0)；擺位2:頭先進仰臥位HFS(0，π)，坐標系轉換關系為(Sag, Cor, Tra) = (-X,Y，-Z) + (x0, -y0, ζ0)；擺位3:腳先進俯臥位FFP ( π，0)，坐標系轉換關系為(Sag，Cor, Tra) = (-X, -Y，Z) + (x0, y0, -ζ0)；擺位4:腳先進仰臥位FFSO，π)，坐標系轉換關系為(Sag, Cor, Tra) = (X,Y，-Z) +(-x0, -y0,z0)；擺位5:頭先進右側臥位HFDR (0，/2)，坐標系轉換關系為(Sag，Cor，Tra) = (Y，X，-Z) +(-y0, -χ0, ζ0)；
擺位6:頭先進左側臥位HFLR(0，3 π/2)，坐標系轉換關系為(Sag，Cor, Tra)=(-Y，-X, -Z) + (y0, x0，zO)；擺位7:腳先進右側臥位FFDR (π，π /2)，坐標系轉換關系為(Sag, Cor，Tra)=(Y，-X，Z) + (-yO, xO，-zO)；擺位8:腳先進左側臥位FFDR ( π，3 π /2)，坐標系轉換關系為(Sag，Cor，Tra)=(-Y, X，Z) + (yO, -xO, -zO)。其中(xO, yO, zO)為梯度場原點相對于BO場原點在設備坐標系下的位移偏差,是固定的系統參數。依據該關系可以根據登記的患者擺位信息將設備坐標系下的值(X，Y，Z)轉換為患者坐標系下(Sag，Cor，Tra)的值。從而計算出系統最大允許誤差范圍內在患者坐標系下的成像區域。S12、患者檢查時，首先掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考。S13、計算所述圖 形化片層定位模塊中，所述參考圖像的允許誤差范圍內的成像區域A ;在圖形化片層定位模塊上，根據定位像調整后續掃描所計劃的片層組或厚片組的位置、方向或范圍。S14、根據所述系統最大允許誤差判斷片層組的每個片層是否處于所述成像區域A內；或者判斷整個厚片組是否處于所述成像區域A內；并將判斷結果標記到掃描協議中。S15、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協議參數發送至譜儀用于成像激發及圖像重建。S16、圖像重建時，根據判斷結果對超出所述范圍的所述片層組進行2D變形矯正；否則，不進行矯正。對超出所述范圍的所述厚片組進行3D變形矯正；否則，不進行矯正。實施例2在本實施例中，所述磁共振成像變形的自適應矯正方法包括如下步驟:S21、在系統調諧時，獲取梯度場的場圖，從而確定梯度場的梯度非線性；根據用戶需求設置系統最大允許誤差，該系統最大允許誤差由用戶通過系統配置或掃描協議設置時進行調整或設置。在本實施例中設置為4_。S22、患者檢查時，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，根據定位像調整后續掃描所計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議參數發送至譜儀用于成像激發及圖像重建；S25、圖像重建模塊根據片層組或厚片組的位置信息、其他掃描協議參數以及梯度場非線性參數，計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最大允許誤差范圍內。根據以上判斷結果對超出所述誤差范圍的所述片層組進行2D變形矯正；否則，不進行矯正。對超出所述范圍的所述厚片組進行3D變形矯正；否則，不進行矯正。以上所述實施例1和2中，根據梯度場的非線性，以及圖像與系統最大允許誤差等信息實現了自動判斷是否對圖像進行矯正，不僅簡化了操作程序，提高了操作效率；而且使圖像質量有一定程度的提高。由于以上僅為本發明的較佳實施例，本發明的保護范圍不應受此限制，即凡是依本發明的權利要求書及本發明說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，均應仍屬本發明專利涵蓋 的范圍內。
權利要求
1.一種磁共振成像變形的自適應矯正方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1、確定梯度場的梯度非線性和系統最大允許誤差； 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、獲得掃描數據，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據定位像調整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍； 步驟4、根據所述系統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；步驟5、將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協議參數發送至譜儀用于成像激發及圖像重建； 步驟6、圖像重建時，根據判斷結果對超出所述范圍的所述片層組或厚片組進行矯正；否則，不進行矯正。
2.如權利要求1所述的磁共振成像變形的自適應矯正方法，其特征在于，所述步驟4中的判斷過程如下: 首先，根據所述系統最大允許誤差計算出設備坐標系下處于該允許誤差范圍內的成像區域； 接著，根據患者擺位信息建立患者坐標系和所述設備坐標系的轉換關系；以及計算患者坐標系下該允許誤差范圍內的成像區域；然后，計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的成像區域A ； 最后，判斷片層組的每個片層是否處于所述成像區域A內；或者判斷整個厚片組是否處于所述成像區域A內；并標記到掃描協議中。
3.—種磁共振成像變形的自適應矯正方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1、確定梯度場的梯度非線性和系統最大允許誤差； 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、獲得掃描數據，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據定位像調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議參數發送至譜儀用于成像激發及圖像重建；步驟5、根據所述系統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； 步驟6、圖像重建時，根據判斷結果對超出所述范圍的所述片層組或厚片組進行矯正；否則，不進行矯正。
4.如權利要求3所述的磁共振成像變形的自適應矯正方法，其特征在于，所述步驟5中的的判斷過程如下: 首先，計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最大允許誤差范圍內。
5.如權利要求1 4中任一項所述的磁共振成像變形的自適應矯正方法，其特征在于，所述系統最大允許誤差由用戶通過系統配置或掃描協議設置時進行調整或設置。
全文摘要
本發明提供了一種磁共振成像變形的自適應矯正方法，包括確定梯度場的梯度非線性和系統最大允許誤差；掃描定位像并將其加載到圖形化片層定位模塊中，用于對患者掃描的片層組的位置和范圍定位的參考；獲得掃描數據，并在所述圖形化片層定位模塊上，根據定位像調整掃描所得的片層組或厚片組的位置、方向或范圍；根據所述系統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；將所述片層組或厚片組的位置信息及其它掃描協議參數發送至譜儀用于成像激發及圖像重建；根據判斷結果對超出所述范圍的所述片層組或厚片組進行矯正；否則，不進行矯正。所述方法簡化了操作程序，提高了操作效率；而且使圖像質量有一定程度的提高。
文檔編號A61B5/055GK103181763SQ20111045413
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者張強, 張衛國 申請人:上海聯影醫療科技有限公司