本发明专利技术涉及一种用于确定磁共振系统的调制转换函数（ＭＴＦ）的方法。首先借助有关磁共振系统拍摄与一个截面图像拍摄平面（ＢＥ）交叉的仿真模型（１）的条纹结构（Ｓ、Ｓ↓［１］、Ｓ↓［２］、Ｓ↓［３］、Ｓ↓［４］、Ｓ↓［５］、Ｓ↓［６］）的截面图像，该仿真模型（１）具有多个交替设置的、并具有预定周期（Ｌ）的在磁共振下活动的材料层（６）和在磁共振下不活动的材料层（７），其中在磁共振下活动的材料层（６）比在磁共振下不活动的材料层（７）厚。然后确定位于特定图像区域（ＲＯＩ）中的图像点的强度值的平均值（〈｜ｂ（ｘ）｜〉）和标准偏差（σ）之商，并借助所确定的商确定调制转换函数。此外还描述了相应的仿真模型条纹结构和用于确定调制转换函数的装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于确定磁共振系统的调制转换函数的方法，其中首先借助有关磁共振系统拍摄与一个截面图像拍摄平面交叉的仿真模型的条纹结构(下面称为仿真模型条纹结构)的截面图像，该仿真模型具有多个交替设置的、并具有预定周期的在磁共振下活动的材料层和在磁共振下不活动的材料层，然后确定该截面图像照片上位于特定图像区域中的图像点的强度值的标准偏差和平均值的商，并借助所获得的商确定调制转换函数。此外，本专利技术还涉及一种用于确定磁共振系统的调制转换函数的仿真模型条纹结构，其具有多个交替设置的、并具有预定周期的在磁共振下活动的材料层和在磁共振下不活动的材料层，以及一种具有该仿真模型条纹结构的仿真模型。此外，本专利技术还涉及一种用于根据所述方法自动确定磁共振系统的调制转换函数的装置，和一种具有该装置的磁共振系统。
技术介绍
与其它各种成像系统一样，对于磁共振系统，无论是设计人员还是使用者都希望尽可能简单和精确地确定可用所涉及的系统达到的图像质量。两个特别重要的图像质量特征，即“位置分辨率”和“对比度分辨率”，可以由所谓的调制传输函数(也称为“调制转换函数”或简写为“MTF”)推导出来。其中，调制转换函数是取决于用于描述成像系统的位置分辨率的待成像位置频率的量化参数。对于X射线系统，MTF是一个函数，其在位置频率增加时单调下降，并最终在边界频率处小于特定的阈值(例如50％)。而对于磁共振系统，MTF一般是常数，其在对应于最小位置分辨率的所谓奈奎斯特频率υc处冲击式地减小到0。位置分辨率以及由此的奈奎斯特频率通常可以在磁共振系统(MR系统)中设置，并尤其是取决于梯度强度的设置。但通过采用特定的滤波器，还可以影响MR系统的调制转换函数。例如可以通过所谓Hanning滤波器滤出高位置频率。通过这种滤波器抹去MR系统的尤其是接近奈奎斯特频率υc的MTF。但是同以往一样，尽可能简单和唯一地确定MRT设备的调制转换函数是一个问题。Michael C.Steckner，Dick J.Drost和Frank S.Prato在Med.Phys.21(3)，1994的文章“Computing the modulation transfer function of amagnetic resonance imager”中建议，借助傅立叶变换的所谓“直线展开函数”来计算调制转换函数。在此，直线展开函数是无穷窄直线的图像。由于该直线展开函数越宽，系统的分辨率就越差，因此该直线展开函数相当于系统的“脉冲响应”。由于实际上不可能产生无穷窄的直线，因此建议，将边缘图像函数的导数(即对象中一阶图像的导数)确定为直线展开函数。但在再现MR断层图像时，总是从测量的磁共振原始数据中产生由实部和虚部组成的复数图像信号。因此为了借助对象中一个被拍摄的阶的边缘图像函数确定MTF，需要求出复数图像数据的差。另一方面，通常只将复数图像数据的绝对值表示为断层图像的强度值，也就是说只考察在成像函数各相应位置上的的绝对值。因此，现有磁共振设备(如通常由使用者采用的)通常只提供所需的绝对值图像。使用者本身无法访问原始的复数图像数据。因此，从边缘图像函数确定调制转换函数的方法要求大大扩展现有磁共振系统和基于其可供使用的应用。因此在新IEC标准62312-1的当前草案中提出了一种开头所述的、技术上更为简单的方法来确定调制转换函数。利用该方法可以逐点(也就是对各位置频率)确定调制转换函数。在此，首先产生一个具有等距条纹结构(也称为条纹模板)的仿真模型的截面图像。图1示出这种等距仿真模型条纹结构S’的示意图。可以清楚看出，该条纹结构由多个交替重叠或相邻设置的在磁共振下活动的材料层和在磁共振下不活动的材料层组成。在磁共振下不活动的材料层例如可以是树脂玻璃或类似材料，而在磁共振下活动的材料层一般是水等等。由于在此涉及的是等距的条纹结构，因此在磁共振下活动的材料的层厚与在磁共振下不活动的材料的层厚相同。条纹结构的周期L因此等于在磁共振下不活动的材料层或在磁共振下活动的材料层的双倍条纹厚度d。然后，从该条纹结构的截面图像中可以确定在位置频率υ处的调制转换函数，该位置频率由条纹结构的周期L的倒数确定。其中，选择与条纹模板交叉(通常是垂直)的截面图像拍摄平面，也就是说，截面图像平面在图1所示的例子中位于x/y平面中或平行于x/y平面。频率υ＝1/L的这样的一维等距条纹模板可展开成一个傅立叶序列 g(x)=A0(12+2πΣn=1,3,5,...1nsin(2πnx/L))----(1)]]>其中，x是垂直于条纹结构的各个层的方向，g(x)是所谓的目标函数，该函数描述在目标空间中通过条纹结构给定的点阵。A0是条纹结构或条纹结构的被拍摄截面的深度，也就是说，A0例如等于所拍摄的层厚。如果近似地从观察区域内的磁共振系统是线性的、平移不变的成像系统这一点出发，则可以在频域内通过所寻找的调制转换函数MTF(υ)完全描述该系统 由此对于位置空间内的图像函数b(x)给出下列等式，其中该图像函数最终描述条纹结构的图像b(x)=A0(12+2πΣn=1,3,5,...1nMTF(n/L)·sin(2πnx/L))----(3)]]>对于其周期L选择为使得位置频率υ＝1/L略微小于离散的扫描成像系统的最大可分辨奈奎斯特频率υc的条纹结构来说，原理上在根据等式(3)进行傅立叶展开时只要观察n＝1的基波振荡就足以，因为对于n＝3的一次谐波来说调制转换函数MTF(3/L)＝MTF(3·υ＞υc)就已经可以近似设置为0了。由于所有高次谐波都不提供绝对值，因此根据等式(3)的图像函数也可以通过基波振荡来近似。也就是说，下列等式成立b(x)≈A0(12+2πMTF(υ)·sin(2πx/L))----(4)]]>对于平均值<b(x)>和标准偏差σ下列等式成立<b>=1L∫0Lb(x)dx=12A0----(5)]]>σ=(1L∫0L(b(x)-<b>)2dx)1/2=2πA0MTF(υ)----(6)]]>从中又可以对标准偏差σ和平均值<b>的商推出下式成立σ<b>=22πMTF(υ)----(7)]]>这表示，原理上这样是足够的，即通过在截面图像拍摄平面中所拍摄的条纹结构上定位一个通常称为“感兴趣区域”(ROI)的特定图像区域，并确定位于该图像区域中的所有图像点的强度值的平均值和标准偏差，然后根据等式(7)从该平均值和标准偏差在商中确定对由仿真模型条纹结构的周期L给出的位置频率υ的MTF。但是如前所述还存在一个问题，与X射线计算机断层造影相反，在磁共振成像中大多只观察绝对值图像|b(x)|。也就是说在这本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定磁共振系统的调制转换函数（ＭＴＦ）的方法，其中，－首先借助有关磁共振系统拍摄与一个截面图像拍摄平面（ＢＥ）交叉的仿真模型（１）的条纹结构（Ｓ、Ｓ↓［１］、Ｓ↓［２］、Ｓ↓［３］、Ｓ↓［４］、Ｓ↓［５］、Ｓ↓［６］）的截面 图像，该仿真模型（１）具有多个交替设置的、并具有预定周期（Ｌ）的在磁共振下活动的材料层（６）和在磁共振下不活动的材料层（７），－然后确定位于特定图像区域（ＲＯＩ）中的图像点的强度值的平均值（〈｜ｂ（ｘ）｜〉）和标准偏差（σ）之商， －并借助所确定的商来确定所述调制转换函数，其特征在于，采用仿真模型条纹结构（Ｓ、Ｓ↓［１］、Ｓ↓［２］、Ｓ↓［３］、Ｓ↓［４］、Ｓ↓［５］、Ｓ↓［６］），其在磁共振下活动的材料层（６）比在磁共振下不活动的材料层（７）厚。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：索尔斯坦斯佩克纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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