磁共振成像图像翘曲之校正系统与方法技术方案

本发明专利技术提供了一种校正图像翘曲的方法，所述图像在MRI系统中获取，而所述翘曲由梯度线圈的梯度场分布中之非线性引起，此方法包括a)构建代表所述MRI系统中每个梯度线圈的导电路径的计算机模型；b)从所述模型中，在每所述梯度线圈每个空间点处计算预测磁场；c)在所述MRI系统中每个所述梯度线圈的每个空间点处测量真正实际的磁场；d)在每个所述空间点将所述预测磁场与所述真正实际磁场作比较，而验证所述模型的准确度，然、当所述模型不准确时重就重复a)至d)，并且当所述模型不准确时则；根据所述预测磁场的线性偏离构建畸变图表，以便映射真实空间坐标在所述获取图像的翘曲空间之上；以及利用所述所畸变图表来返正所述所获图像的翘曲。

Correction system and method for warpage of magnetic resonance imaging

The present invention provides a method for correcting image warping, the image acquisition in MRI system, and the warpage caused by the nonlinear gradient coil field, this method including a) computer model is built for each conductive path represents the gradient coil in MRI system; b) from the model, calculation of magnetic field in the prediction of each gradient coil each space point; c) each measuring each spatial point of the gradient coil at the real magnetic field in the MRI system; d) in each of the space will be the prediction of magnetic field and the real magnetic field comparison and verification the accuracy of the model, however, when the model is not accurate when the heavy repeat a) to d), and when the model is not accurate; according to the prediction of the magnetic field deviates from the linear distortion chart to map construction, real space The coordinates are above the warping space of the obtained image; and the warpage of the captured image is returned using the distorted chart.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁共振成像图像翘曲之校正系统与方法专利技术背景：本专利技术一般与磁共振成像有关。进一步说，本专利技术与由梯度线圈非线性引起的图像翘曲有关。专利技术背景：磁共振图像(MRI)是一医学上主要的造影技术。MRI能产生各软组织的详细图像，如脑脏、肌肉、及肾脏。利用组织中含有的化合物，如水分或脂肪，其特有的性质来创造图像。举例，在一个强力磁场影响之下，大量拥有核自旋角动量的原子，如水分或脂肪中所含之氢原子，此氢原子的总核磁矩矢量和会产生一个与上述磁场成一直线对准的净磁矩。这净磁矩会进一步进动于一个与磁场正比的确定频率。经由无线射频冲脉激励之后，这净磁化能便可提供一个可检测之信号。此产生的信号可使用各种机构来进行编码，以允许转换空间图像。例，梯度线圈(高电压电磁体)利用编码空间信息。通过使梯度线圈产生线性变化的磁场来实现位置性编码，该磁场具有放置要被扫描的图像的成像体积中的位置。在现实世界实现中，由梯度线圈产生的场分布与纯线性有偏差。此偏差量取决于图像内的空间位置。与纯线性场的偏差导致获取图像的空间翘曲。因此，在获取成像数据的处理期间需要撤销图像翘曲或「返正」获取图像。
技术实现思路
：本专利技术提供了一个对MRI扫描系统和方法的创新系统和方法去消除或减缓至少一个以上确认之现有存在的现有技术缺点。根据本说明书的一个方面，提出了一种校正MRI系统中的获取图像的翘曲的方法，该方法由梯度线圈的梯度场分布中的非线性引起，包括：a)构建表示所述MRI系统中每个梯度线圈的导电路径的计算机模型；b)在所述模型中计算每个所述梯度线圈的每个空间点处的预测磁场；c)在所述MRI系统中针对每个所述梯度线圈测量空间中的每个点处的真正实际磁场；d)通过将所述预测磁场与空间中的每个所述点处的所述真正实际磁场进行比较并且在所述模型不准确然后重复a)至d)的情况下验证所述模型的精确度，并且在所述模型是准确的情况下；e)根据所述预测磁场与线性的偏差，构建用于将真实空间中的坐标映射到所述获取图像的翘曲空间中的坐标的畸变图；以及f)使用所述畸变图表返回正取得获取图像的翘曲。这些跟其他方域及其优点后来之可以彰显乃在于本专利技术之构造和操作详情，而此详情会随后完全地描述和声称。附图之引用至引用相应附图之说明部分亦构成此详情之一部分，其中相同的编号表示其相同的部件。附图说明图一示出一个根据实践形式的磁共振成像(MRI)系统的功能子系统之框图。图2示出根据一种实施方式由图1MRI系统扫描而成的成像体积和其对应切片。图3示出根据一实施方式示例的一个脉冲序列。图4示出根据一种实施方式中包含一条接收线的k空间的示意图。图5示出根据一实施方式的一个脉冲序列示例。图6示出在成像体内扫描的物体。图7示出可以由梯度线圈产生的磁场中的非线性产生的示例图像翘曲。图8示出根据实施例的使用图1MRI系统校正空间翘曲的方法。图9示出根据实施例的图像混叠的说明性示例。图10示出根据实施例的体素塌陷的效果。具体实施例传统的磁共振图像(MRI)系统是一种成像模式，其主要是利用物体中如氢原子内质子发出的磁共振(MR)信号来构成图像。在医学MRI上，一般是关注MR信号来自组织中主要含氢的成份，如水份和脂肪。现在参照图一，示于(100)是一个根据实践形式例子的磁共振成像(MRI)系统之框图。此MRI系统实践例子只插图之用，可以容许合各单元的变动，包括增加、减小、或改换其部件部分。从图1示出，此显示的MRI系统(100)包括一个数据处理系统(105)。此数据处理系统(105)通常可以包括一个或多个输出仪器，如显示器，一个或多个输入设备例如键盘和鼠标，及连接到有易失和持久性组件存储器的一个或多个处理器。此数据处理系统(105)还可包括一个或多个用于执行扫描的介面，其适应与MRI系统(100)的硬件组件作通信及数据交换。接续图一，此范例MRI系统(100)亦包括一个主磁力场(110)。这主场磁铁(110)可由一个如永久的、超导体的、或电阻性的磁铁去落实。其他类型的磁铁，包括适合这MRI系统(100)使用的混合型磁铁，现这可从一个技术人员实施与考虑。此主场磁铁(110)可被操作而产生一个实质均匀主磁场，而此磁场具有磁场强度B0以及沿主轴的方向。此主力磁场为用作产生一个图像体积。其中所要求的物体中的原子核心如处于水分和脂肪中的氢质子处于对齐磁场排列作扫描准备。在某实践过程中，如这个实践范例中，一个与数据处理系统(105)沟通的主场磁铁操纵单元(115)可作控制主场磁铁(110)之用。此MRI系统(100)还包括梯度线圈(120)对沿着主磁场的空间信息进行编码，如三垂直梯度轴心。梯度线圈(120)的大小和配置可以令其产生一个可受控制而且均匀的线性梯度。例如，可以设计在主场磁铁(110)内的三对载运正交电流的主线圈去产生所期望的线性梯度磁场。在某实施方案中，此梯度线圈(120)可被屏蔽并且可包括外层屏蔽线圈，其可产生一个反向磁场而抵消由主梯度线圈产生的梯度磁场，而作成一个主屏蔽线圈对。在这种线圈对中，其「主」线圈可负责产生梯度场，而其「屏蔽」可负责减小在某一体积外的主线圈杂散场，如成像体积。在此梯度线圈(120)的的主及屏蔽线圈可串联连接。而且，在任何一起成屏蔽梯度线圈的梯度轴中，也可有于两层线圈。此屏蔽梯度线圈(120)可减少能导致扫描图像中伪影之涡流和其它干扰。由于通常在此MRI系统(100)的导电部件中流动涡流，是由成像体积外的磁场(又称「边缘场」)而引起的，所以，降低这个从梯度线圈(120)产生的边缘场能一同减低干扰。因此，此主屏蔽线圈对之形状与大小、导线之图案与大小、及电流之幅度与图案可以作为选择，以促成一个在于梯度线圈(120)外部，而强度接近零的净磁场。如对于圆柱形磁体，其两个线圈能以由共同轴心定位，而对于垂直磁场磁体，其两个线圈能以由共同轴盘定位。此梯度线圈(120)的导电组件，不论屏蔽或非屏蔽，并包括主线圈及屏蔽线圈，可以由一个电导体(如铜，铝等)而组成。当此梯度线圈(120)之端子受一个电压差施加时，其内部电连接可使电流在预想的路径上流动。此在三个梯度轴，用于主梯度线圈和梯度屏蔽线圈的导电部件可从物理分离与或非导电屏障而隔离。由此梯度线圈(120)产生的磁场，不论齐发与或顺序，可以叠加在主磁场上，以得在成像体积内之物体受选择性空间激发。除了允许空间激发之外，此梯度线圈(120)可将空间特定的频率与周期资料附置在成像体积内的原子核，从而允由所得MR信号重建有用图像。一个梯度线圈操纵单元(125)与其数据处理系统(105)互相通信，以用来操作此梯度线圈(120)。在某此MRI系统(100)之实施方案中，有可能带有额外电磁线圈(无在图上表出)，如垫片线圈(通常包括但不限产生二阶或更高的球谐函数的磁场分布)、或一个均匀场偏移线圈、或其他校正电磁铁。为执行有效的匀场过程(即校正当不同物体放置在系统之内或周围时引入的磁场失真)，如此校正电磁铁，如垫片线圈，具有用来提供磁场的一种电流，而令主磁场更均匀。举例，这由此线圈产生的磁场可助于校正主磁场中的不均匀性，其由于主场磁铁(110)中的不完善点、或外部铁磁物体、或由于成像基体内物质的磁化率差、或任何其他静态或时变的现象而引起。此MRI系统(100)还包括射频(RF)线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校正图像翘曲的方法，所述图像在MRI系统中获取，而所述翘曲由梯度线圈的梯度场分布中之非线性引起，此方法包括：a)构建代表所述MRI系统中每个梯度线圈的导电路径的计算机模型；b)从所述模型中，在每所述梯度线圈每个空间点处计算预测磁场；c)在所述MRI系统中每个所述梯度线圈的每个空间点处测量真正实际的磁场；d)在每个所述空间点将所述预测磁场与所述真正实际磁场作比较，而验证所述模型的准确度，然、当所述模型不准确时就重复a)至d)，并且当所述模型准确时则；e)根据所述预测磁场的线性偏离构建畸变图表，以便映射真实空间坐标在所述获取图像的翘曲空间之上；以及f)利用所述所畸变图表来返正所述所获图像的翘曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种校正图像翘曲的方法，所述图像在MRI系统中获取，而所述翘曲由梯度线圈的梯度场分布中之非线性引起，此方法包括：a)构建代表所述MRI系统中每个梯度线圈的导电路径的计算机模型；b)从所述模型中，在每所述梯度线圈每个空间点处计算预测磁场；c)在所述MRI系统中每个所述梯度线圈的每个空间点处测量真正实际的磁场；d)在每个所述空间点将所述预测磁场与所述真正实际磁场作比较，而验证所述模型的准确度，然、当所述模型不准确时就重复a)至d)，并且当所述模型准确时则；e)根据所述预测磁场的线性偏离构建畸变图表，以便映射真实空间坐标在所述获取图像的翘曲空间之上；以及f)利用所述所畸变图表来返正所述所获图像的翘曲。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量是使用场测量设备进行。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述场测量设备包括3轴霍尔探测器。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算机模型是梯度线圈电磁体单元阵列模型，其包括一组连接一起的单元，以在每个所述梯度线圈形成线模式的空间表示。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预测磁场是从毕奥-萨伐尔或相等方程中之一计算。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述建畸变图表是构造来通过每个所述梯度线圈之毕奥-萨伐尔或相等方程取得的等效值B(x，y，z)而映射在真实空间中每一点(x，y，z)到在图像翘曲空间中空间一点(x'，y'，z')。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述毕奥-萨伐尔或相等方程包括：并且其中Bx代表与预测磁场主静态场共轴的向量，其沿着所述MRI系统x轴产生，其中By代表与预测磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·盖尔斯·潘瑟，查德·泰勒·哈里斯，菲利普·J·贝蒂，
申请(专利权)人：圣纳普医疗巴巴多斯公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯,BB