用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法及系统，对射频线圈每个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化，并根据优化后的幅度控制参数和优化后的相位控制参数获得优化后的合成图像，并根据优化后的合成图像，对局部接收线圈的敏感度进行校正。本发明专利技术通过对射频线圈各通道的信号分别进行幅度控制和相位控制，对每个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化，优化接收敏感度的均匀分布，达到优化B1-的目的，且本发明专利技术使用B1-优化后的参考图像对局部接收线圈敏感度进行校正，从而能够有效地提升最终临床诊断图像的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像系统，尤其涉及用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法及系统。
技术介绍
近年来，随着高场磁共振系统的快速发展，B1场的优化问题获得了越加广泛的重视和研究。B1场均匀性在高场超导磁共振系统中是一个关键性的技术问题，直接影响到图像的均匀性。B1场又可分为B1+和B1-两种不同极化方式的场。其中，B1+为正旋圆极化场，主要影响了信号激励能量的均匀分布，B1-为反旋圆极化场，主要影响了线圈接收敏感度的均匀分布，两者都对图像的均匀性产生了较大的影响。关于B1+和B1-的研究，可参见文献(Non-uniformitycorrectionofhumanbrainimagingathighfieldbyRFfieldmappingofB1+andB1-，JournalofMagneticResonance212(2011)426–430)。目前，对于B1场的校准主要有以下两种校正方法：(1)主要集中在对发射场B1+的均匀性优化和激发区域控制，对于临床应用中B1-的优化还鲜有文献报道。B1+优化的具体方法是通过多通道幅度相位单独控制的并行发射系统对B1场的空间分布进行调节。但是，该方法中，容积收发线圈的接收链路和发射链路是分离的，该方法并不能控制多通道线圈B1-的合成关系，因此，B1-的非均匀性仍然会反映到图像中。对于容积收发线圈的通道合并方式，现有的SOS合并虽然可以保证每个像素点都达到理论上最强的信号幅>度，但没有考虑B1-均匀性的优化。(2)基于线圈敏感度的均匀性校正方法。该校正方法分别采集容积收发线圈和局部接收线圈的图像，并以容积收发线圈的图像为基准计算局部接收线圈的相对敏感度分布图，从而对线圈敏感度分布导致的图像非均匀性进行补偿。该方法可以较好的保留原始图像的对比度及细节显示，因此获得了比较广泛的应用。但是，该方法无法校正容积收发线圈自身的接收场B1-非均匀性，因此在高场系统中存在一定的限制。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于容积收发线圈B1-场均匀性优化的方法，结合局部接收线圈的敏感度校正技术，可以为改善临床图像的均匀性提供新的途径。用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法，包括以下步骤：S1、获取射频线圈若干个通道的K空间数据，对所述K空间数据进行傅里叶变换获得图像域的若干个复数图；所述复数图中包含图像的幅度和相位信息；S2、分别设置所述若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值，根据所述若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值以及所述若干个复数图计算得到合成图像；S3、根据所述合成图像，对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化，根据所述优化后的幅度控制参数、相位控制参数以及所述若干个复数图计算得到优化后的合成图像；S4、根据优化后的合成图像，对局部接收线圈的敏感度进行校正。可替换地，S1中的所述射频线圈为容积收发线圈或表面阵列线圈。可选择地，所述通道的数目为-2～32。进一步地，S2中所述的根据所述若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值以及所述若干个复数图计算得到合成图像包括：将所述幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值和所述复数图代入合成图像计算公式，获得合成图像；所述合成图像计算公式如下：Img_Opt=|Σiai×ejbi×Imgi|]]>其中，Img_Opt为合成图像，i为每个通道对应的编号，Imgi为对应于i通道的图像域的复数图，ai为i通道的幅度控制参数，bi为i通道的相位控制参数，j为虚数单位，为以自然常数e为底、以jbi为指数的指数函数。进一步地，S3中所述的根据所述合成图像，对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化包括：对所述合成图像的均匀性进行评估，根据评估结果对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化。进一步地，S3中对合成图像的均匀性通过下式评估：Uniformity=|||Σiai×exp(jbi)×Imgi|-c||22+λΣi(ai-1)2]]>其中，Uniformity为Img_Opt的均匀性，c为预定的常数，λ为预设的0-1之间的数。进一步地，S3中所述的根据评估结果对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化包括：根据下式获得所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数的优化解：argmin(ai,bi)(|||Σiai×exp(jbi)×Imgi|c||22+λΣi(ai-1)2).]]>进一步地，求解argmin(ai,bi)(|||Σiai×exp(jbi)×Imgi|-c||22+λΣi(ai-1)2)]]>的方法为LMS算法、模拟退火算法或遗传算法。可替换地，S3中所述的根据所述合成图像，对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化包括：在用于采集每个通道的射频线圈的磁共振信号的信号采集模块与用于对采集到的磁共振信号进行信号处理以得到对应的图像域的复数图的信号处理模块之间，串联用于调节幅度控制参数和相位控制参数的RF模块，通过调节所述RF模块获取优化后的幅度控制参数和相位控制参数，对所述合成图像的均匀性进行评估，根据评估结果通过调节所述RF模块对每个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化。进一步地，所述用于调节幅度控制参数和相位控制参数的RF模块为可调衰减器和可调移相器。进一步地，S4中所述的根据优化后的合成图像，对局部接收线圈的敏感度进行校正包括：S401、获取局部接收线圈的图像，根据优化后的合成图像和局部接收线圈的图像获得局部接收线圈的敏感度分布图；S402、根据局部接收线圈的敏感度分布图对局部接收线圈采集的图像进行敏感度校正。进一步地，S401包括：根据下式获得局部接收线圈的敏感度分布图：SensMap＝ImageFilter(Img_LocalCoil/Img_Opt1)其中，SensMap为局部接收线圈的敏感度分布图，Img_LocalCoil为采用与步骤S1相同的扫描参数，所述局部接收线圈采集的图像，ImageFilter(x)为图像滤波函数，Img_Opt1为优化后的合成图像；S402包括：根据下式对局部接收线圈采集的图像进行敏感度校正：Img_AfterNormlize＝Img_BeforeNormlize/Se本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取射频线圈若干个通道的K空间数据，对所述K空间数据进行傅里叶变换获得图像域的若干个复数图；所述复数图中包含图像的幅度和相位信息；S2、分别设置所述若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值，根据所述若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值以及所述若干个复数图计算得到合成图像；S3、根据所述合成图像，对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化，根据所述优化后的幅度控制参数、相位控制参数以及所述若干个复数图计算得到优化后的合成图像；S4、根据优化后的合成图像，对局部接收线圈的敏感度进行校正。

【技术特征摘要】
1.用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取射频线圈若干个通道的K空间数据，对所述K空间数据进行傅里叶变换获得图
像域的若干个复数图；所述复数图中包含图像的幅度和相位信息；
S2、分别设置所述若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值，根据所述
若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值以及所述若干个复数图计算得到
合成图像；
S3、根据所述合成图像，对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化，
根据所述优化后的幅度控制参数、相位控制参数以及所述若干个复数图计算得到优化后的
合成图像；
S4、根据优化后的合成图像，对局部接收线圈的敏感度进行校正。
2.根据权利要求1中所述的用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法，其特征在
于，S2中所述的根据所述若干个通道的幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值以及所
述若干个复数图计算得到合成图像包括：
将所述幅度控制参数初始值、相位控制参数初始值和所述复数图代入合成图像计算公
式，获得合成图像；所述合成图像计算公式如下：
Img_Opt=|Σiai×ejbi×Imgi|]]>其中，Img_Opt为合成图像，i为每个通道对应的编号，Imgi为对应于i通道的图像域的复
数图，ai为i通道的幅度控制参数，bi为i通道的相位控制参数，j为虚数单位，为以自然
常数e为底、以jbi为指数的指数函数。
3.根据权利要求1中所述的用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法，其特征在
于，S3中所述的根据所述合成图像，对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进
行优化包括：对所述合成图像的均匀性进行评估，根据评估结果对所述若干个通道的幅度
控制参数和相位控制参数进行优化。
4.根据权利要求3所述的用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法，其特征在于，
S3中对合成图像的均匀性通过下式评估：
Uniformity=|||Σiai×exp(jbi)×Imgi|-c||22+λΣi(ai-1)2]]>其中，Uniformity为Img_Opt的均匀性，c为预定的常数，λ为预设的0-1之间的数。
5.根据权利要求4所述的用于优化磁共振射频线圈接收场均匀性的方法，其特征在于，
S3中所述的根据评估结果对所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数进行优化包
括：
根据下式获得所述若干个通道的幅度控制参数和相位控制参数的优化解：
argmin(ai,bi)(|||Σiai×exp(jbi)×Imgi|-c||22+λ&Sig...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘济帆，黄文慧，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31