一种背景相位提取方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于通信领域，提供了一种背景相位提取方法，所述方法包括如下步骤：选择采集梯度回波序列的多回波时间TE中任一TE；计算任一TE的滤除磁化率干扰的相位图；对该相位图进行多项式拟合得到系数，将系数代入相位图表达式得到相位图的表达式，依据该表达式计算得到被拟合区域的参考相位；计算任一TE相位图中被拟合区域的原始相位和参考相位的复数差通过计算得到温度变化值ΔT，该ΔT即为最终的温度图像。本发明专利技术具体实施方式提供的技术方案具有消除运动伪影和磁化率伪影等的影响，测量精度准确的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种背景相位提取方法及系统
本专利技术属于磁共振成像领域，尤其涉及一种背景相位提取方法及系统。
技术介绍
消融治疗由于创伤小、恢复快、靶向性强等优势，已逐渐成为临床上许多疾病，尤其是肿瘤微创治疗的一种重要手段。消融是指在实时图像引导下，利用射频、激光、微波、冷冻或聚焦超声（HighIntensityFocusedUltrasound,HIFU）等物理手段，通过加热或冷冻局部组织使其发生凝固性坏死，达到治疗的目的。消融治疗中实时监控靶组织的温度和消融范围，是决定治疗成功的关键所在。在诸多医学影像手段中，磁共振成像(MagneticResonanceImaging,MRI)由于其极好的组织分辨能力和独特的温度测量功能，是消融治疗最理想的图像引导和温度监控手段之一。在温度成像方法中，基于PRFS原理的磁共振温度成像应用最为广泛，这是由于该方法具有较好的时空分辨率，水分子中质子共振频率与温度变化呈较理想的线性关系，且该线性关系不随组织和环境的变化而改变。但是，由于PRFS方法容易受到温度不敏感成分、运动伪影和磁化率伪影等的影响，测量精度并不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种背景相位提取方法，旨在解决现有技术运动伪影和磁化率伪影等的影响，测量精度并不稳定的问题。本专利技术是这样实现的，一种背景相位提取方法，所述方法包括如下步骤：S11、选择采集梯度回波序列的多回波时间TE中任一TE；S12、计算任一TE的滤除磁化率干扰的相位图；S13、对该相位图进行多项式拟合得到系数{Wn(m)}，将{Wn(m)}代入相位图表达式得到相位图的表达式，依据该表达式计算得到被拟合区域的参考相位；S14、计算任一TE相位图中被拟合区域的原始相位和参考相位的复数差通过计算得到温度变化值ΔT，该ΔT即为最终的温度图像。可选的，所述S12的实现方法具体为：公式1；其中，为滤除磁化率干扰的相位图，为多回波序列采集的任一TE下的相位图；为过滤掉磁化率干扰的背景局部磁场。其中，通过多回波相位图像得到局部场图，公式2；其中，为初始相位，γ为磁旋比，δB为磁场的不均匀性，δB由公式2计算得到；公式3；公式4；θrr'表示向量r、r'之间的夹角，d(r)为沿着主磁场B0方向的单位磁偶极矩磁场分布；公式5公式6δ＝F-1FdFX＝SX公式7其中，F为Fourier变换矩阵，F-1为F的逆矩阵，Fd为d(r)的Fourier矩阵；χB非组织区域磁环率分布；A=F-1FdF。可选的，所述S13具体为：将代入相位图表达式公式8进行多项式拟合得到系数{Wn(m)}；公式8其中，x,y任一TE相位图的拟合区域像素的坐标值，n为x的阶次，m为y的阶次；将任意TE相位图的拟合区域像素的坐标值代入公式8中计算得到被拟合区域的参考相位。可选的，所述S14的方法具体为：公式9；其中为任一TE相位图中被拟合区域的原始相位；公式10是加热时的相位;是拟合得到的参考背景相位，α是质子共振频率偏移系数，对于大部分组织α=-0.01ppm/℃；γ是磁旋比；B0是主磁场强度。在本专利技术的技术方案具有消除运动伪影和磁化率伪影等的影响，测量精度准确的优点。附图说明图1是本专利技术具体实施方式提供的一种背景相位提取方法的流程图；图2是本专利技术具体实施方式提供的数字仿体测试结果图；图3是仿体试验中，利用多回波序列得到的相位图获得初始相位和局部磁场图；图4是本专利技术具体实施方式提供的提取背景局部场图与原始背景局部场图比较图；图5是本专利技术具体实施方式提供的原始背景局部场图与提取背景局部场图多项式模型拟合误差比较图；图6是仿体试验中，利用多回波序列得到的相位图获得初始相位和局部磁场图；图7是本专利技术具体实施方式提供的提取背景局部场图与原始背景局部场图比较图；图8是本专利技术具体实施方式提供的原始背景局部场图与提取背景局部场图多项式模型拟合误差比较图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术具体实施方式提供的一种背景相位提取方法，该方法中的相位图划分为：拟合区域和被拟合区域，该方法如图1所示，包括如下步骤：S11、选择采集梯度回波序列的多回波时间TE中任一TE；S12、计算任一TE的滤除磁化率干扰的相位图；S13、对该相位图进行多项式拟合得到系数{Wn(m)}，将{Wn(m)}代入相位图表达式得到相位图的表达式，依据该表达式计算得到被拟合区域的参考相位S14、计算任一TE相位图中被拟合区域的原始相位和参考相位的复数差通过计算得到温度变化值ΔT，该ΔT即为最终的温度图像。上述S12的实现方法具体可以为：其中，为滤除磁化率干扰的相位图，为多回波序列采集的不同TE下的相位图；为过滤掉磁化率干扰的背景局部磁场。其中，通过多回波相位图像得到局部场图，公式2；其中，为初始相位，γ为磁旋比，δB为磁场的不均匀性，δB由公式2计算得到；θrr'表示向量r、r'之间的夹角，d(r)为沿着主磁场B0方向的单位磁偶极矩磁场分布；δ＝F-1FdFX＝AX(7)其中，F为Fourier变换矩阵，F-1为F的逆矩阵，Fd为d(r)的Fourier矩阵；；χB非组织区域磁环率分布；A=F-1FdF。实现S13的方法具体可以为：将代入相位图表达式（8）进行多项式拟合得到系数{Wn(m)}；其中，x,y任一TE相位图的拟合区域像素的坐标值，n为x的阶次，m为y的阶次；将任意TE相位图的拟合区域像素的坐标值代入式（8）中计算得到被拟合区域的参考相位。实现S14的方法具体可以为：其中为任一TE相位图中被拟合区域的原始相位；其可以在相位图中提取得到；是加热时的相位；是拟合得到的参考背景相位，α是质子共振频率偏移系数，对于大部分组织α＝-0.01ppm/℃；γ是磁旋比；B0是主磁场强度。本专利技术具体实施方式提供的方法在利用多项式拟合参考相位之前，对相位空间图进行背景相位提取，得到去除磁化率干扰的连续光滑的背景相位图，克服磁化率干扰对温度测量精度的影响。为了验证本专利技术的可行性，在数字仿体中进行测试；为了验证本专利技术的性能，在3TMR（SiemensMagnetomTIMTrio3T）系统中进行实验，对象为蛋清丙烯酸铵体膜。用GRE多回波序列扫描体模，扫描的序列参数为：TR=25ms,TE=4,16,28,40ms,翻转角flipangle=15°,视野FOV=128cm,矩阵大小matrixsize=128×128,层厚slicethickness=1mm,采集层数slice=36,带宽bandwidth=260Hz/pixel。实验数据的处理环境是具有Intelw5590CPUs和32GBRAM的工作站，采用的数据处理软件是MATLAB。首先在数字仿体实验中证明此算法的可行性，能从有磁化率干扰的场图中提取出均匀变化的背景场图。算法误差平均在3%左右。在无温度变化仿体试验中，算法表现了较好的精度。在无磁环率干扰时，拟合相对误差仅为0.7%；在有少量磁化率干扰下，能很好的过滤磁化率伪影，提取均匀变化的背景场图，并且当拟合区域有磁化率干扰时，能纠正误差。如图2所示为数字仿体测试结果。其中(a)为多项式模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背景相位提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S11、选择采集梯度回波序列的多回波时间TE中任一TE；S12、计算任一TE的滤除磁化率干扰的相位图；S13、对该相位图进行多项式拟合得到系数{Wn(m)}，将{Wn(m)}代入相位图表达式得到相位图的表达式，依据该表达式计算得到被拟合区域的参考相位；S14、计算任一TE相位图中被拟合区域的原始相位和参考相位的复数差通过计算得到温度变化值ΔT，该ΔT即为最终的温度图像。

【技术特征摘要】
2012.12.31 CN 201210593346.81.一种背景相位提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S11、选择采集梯度回波序列的多回波时间TE中任一TE；S12、计算任一TE的滤除磁化率干扰的相位图其中，x,y为任一TE相位图的拟合区域像素的坐标值；S13、对该相位图进行多项式拟合得到系数{Wn(m)}，将{Wn(m)}代入相位图表达式得到相位图的表达式，依据该表达式计算得到被拟合区域的参考相位其中，n为x的阶次，m为y的阶次；S14、计算任一TE相位图中被拟合区域的原始相位和参考相位的复数差通过计算得到温度变化值ΔT，该ΔT即为最终的温度图像；所述S12的实现方法具体可以为：δB*＝AχB*；A＝F-1FdF；其中，为滤除磁化率干扰的相位图，为多回波序列采集的任一TE的相位图；δB*为过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：何梦玥，邹超，帖长军，郭文莎，钟耀祖，刘新，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44