CN107290700B - 一种相位校正方法、装置及磁共振系统 - Google Patents

一种相位校正方法、装置及磁共振系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种相位校正方法、装置及磁共振系统，涉及医疗影像技术领域。一方面，本发明实施例提供的相位校正方法包括：首先，获取多个回波图像；然后，获取所述多个回波图像的像素点图像梯度；其次，根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域；并且，获取所述同质区域的像素点相位及幅值；从而根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型；进而，根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位。因此，本发明实施例提供的技术方案能够在一定程度上减低了相位校正的复杂度，并且提高相位校正的准确性。

Description

一种相位校正方法、装置及磁共振系统
【技术领域】
本发明涉及医疗影像技术领域，尤其涉及一种相位校正方法、装置及磁共振系统。
【背景技术】
在磁共振扫描成像中，扫描测量序列(如，自旋回波序列、平面回波序列等)与扫描对象产生磁共振信号，根据磁共振信号，通过图像重建建立MRI(Magnetic ResonanceImaging，磁共振成像)图像，以显示扫描对象不同组织。
在磁共振成像过程中，变化的磁场在周围金属体内可能产生涡流，该涡流会产生一个磁场B1，这个磁场B1与磁共振系统中扫描序列的射频发射场方向相反，从而使磁共振信号产生相位离散，不能使回波相位重聚完全，即同一点的对应的回波相位在回波图像中发生相位偏移，使得回波相位产生非线性关系。此外，扫描测量序列的读出梯度、空气与扫描对象的感兴趣区域的接触等也会造成回波相位偏移。而回波相位偏移造成磁共振系统成像时间长，形成的图像画质不清晰。
为了解决回波相位偏移对磁共振图像的影响，本领域的科研人员提出了一种相位偏移的线性模型，通过像素点相位建立确定相位偏移的线性模型的参数，建立实数域线性模型，然后利用建立的该线性模型对偏移相位进行校正。并且，为避免频率偏移的影响，在相位校正时，采用提取同质区域，从而对该同质区域利用线性模型的回波相位进行校正。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有技术在实现相位校正过程中，需要利用第三方数据库并通过器官分割方法提取同质区域，提取方法复杂。此外，在建立线性模型时只能根据非卷绕的相位确定线性模型，造成建立模型不准确，进而使得图像的相位校正不准确。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种相位校正方法、装置及磁共振系统，能够在一定程度上减低相位校正的复杂度，并且提高相位校正的准确性。
一方面，本发明实施例提供了一种相位校正方法，所述方法包括：
获取多个回波图像；
获取所述多个回波图像的像素点图像梯度；
根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域；
获取所述同质区域的像素点相位及幅值；
根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型；
根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取所述多个回波图像的像素点图像梯度包括：
获取所述像素点在空间中至少一个方向上的第一图像灰度以及在所述方向上的相邻像素点的第二图像灰度；
确定所述第一图像灰度与第二图像灰度的灰度差值；
根据所述灰度差值，确定所述像素点的图像梯度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述灰度差值，确定所述像素点的图像梯度包括：
根据图像梯度计算公式，获取所述像素点图像梯度；其中，所述图像梯度计算公式如下：
Figure GDA0002621129530000031
其中，Grad(x,y,z)是所述像素点的图像梯度；(x，y，z)为所述像素点的坐标；Gx是所述像素点在X方向上与相邻像素点之间的图像灰度差；Gy是所述像素点在Y方向上与相邻像素点之间的图像灰度差；Gz是所述像素点在Z方向上与相邻像素点之间的图像灰度差。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域包括：
判断所述像素点图像梯度是否超出第一阈值；
若判断所述像素点图像梯度未超出第一阈值时，确定所述像素点为同质区域像素点并提取所述像素点；
若判断所述像素点图像梯度超出第一阈值时，确定所述像素点为同质区域像素。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域还包括：
确定回波图像中任意两个像素点的图像梯度差；
判断所述两个像素点的图像梯度差是否超出第二阈值；
若判断图像梯度差未超出第二阈值，确定所述两个像素点为同质区域像素点并提取所述两个像素点；
若判断图像梯度差超出第二阈值，确定所述两个像素点为非同质区域像素点。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型包括：
将所述相位偏移的线性模型转换成复数域的第二线性模型；其中，所述复数域的第二线性模型的表达式为：
D(r)＝D(r,TEn)*D(r,TEn)*conj(D(r,TEn-1)*D(r,TEn+1))
其中，D(r)是所述像素点的向量偏移值；D(r,TEn)代表所述像素点在第n个回波图像中的矢量值，其中，n为偶数；TEn代表第n个回波的回波时间；conj为共轭运算；D(r,TEn-1)与D(r,TEn+1)分别代表所述像素点在与第n个回波相邻前一回波对应的回波图像的矢量值，以及，所述像素点在与第n个回波相邻后一回波对应的回波图像的矢量值；
根据所述像素点相位及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据所述像素点相位及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型包括：
根据所述像素点相位以及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所有相像素点在指定方向上的相位偏移量差值的复数集合；
获取所述复数集合的总和；
确定所述复数集合的总和的相位，以确定所述第二线性模型在所述指定方向上的一阶系数；
根据所述第二线性模型以及所述一阶系数，确定所述第二线性模型零阶系数。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在获取的多个回波图像至少包括3个回波图像时，所述根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位包括：
根据如下公式，对所述多个回波图像的相位进行校正；
Figure GDA0002621129530000041
其中，
Figure GDA0002621129530000042
为所述像素点校正后的相位；
Figure GDA0002621129530000043
为所述像素点的初始相位；exp(1i*(ax+by+cz+d))是相位偏移校正量，即相位偏移在复数域的第一线性模型，其中，a、b、c分别为所述像素点在X、Y、Z方向上的一阶系数，d为所述相位偏移在复数域的第一线性模型的零阶系数。
另一方面，本发明实施例提供了一种相位校正装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取多个回波图像；
第二获取单元，用于获取所述多个回波图像的像素点图像梯度；
第三获取单元，用于根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域；
第四获取单元，用于获取所述同质区域的像素点相位及幅值；
确定单元，用于根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型；
校正单元，用于根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位。
再一方面，本发明实施例提供了一种磁共振系统，所述磁共振系统包括磁共振设备和计算机，其中所述计算机包括存储器、处理器，所述存储器中存储有程序代码，所述程序代码被所述处理器调用时，以使得处理器执行上述任一种相位校正方法。
本发明实施例提供的相位校正方法、装置及磁共振系统，利用像素点图像梯度来获取多个回波图像中获取同质区域，相比于现有技术通过第三方数据库并通过器官分割方法提取同质区域的方法，本发明提供的技术方案不用依赖与第三方数据库来实现器官分割，从而简化了同质区域提取的方法。此外，利用同质区域的像素点的矢量值(即像素点相位及幅值)建立相位偏移在复数域的线性模型，从而可以有效避免相位卷绕造成确定出的相位偏移的线性模型参数不准确的问题，进而提高相位校正的准确性。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种相位校正方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的相位校正方法中步骤102的实现方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的相位校正方法中步骤103的一种实现方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的相位校正方法中步骤103的另一种实现方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种相位校正方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的一个磁共振成像对象的一个点在多个回波图像中的相位关系的示意图；
图7是本发明实施例提供的相位校正方法中步骤1052的实现方法的流程示意图；
图8是本发明实施例提供的另一种相位校正方法的流程示意图；
图9是本发明实施例提供的一种相位校正装置的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的一种磁共振系统的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述图像灰度值，但这些图像灰度值不应限于这些术语。这些术语仅用来将图像灰度值彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一图像灰度值也可以被称为第二图像灰度值，类似地，第二图像灰度值也可以被称为第一图像灰度值。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
为解决现有技术中相位校正不准确以及相位校正方法复杂的问题，本发明实施例提供了一种相位校正方法，其方法流程图如图1所示，该方法包括：
101、获取多个回波图像。
磁共振系统的射频发射线圈向成像对象发送射频激发序列，其一个周期的射频激发序列包括一个激发信号和若干个回波信号，其中，射频激发信号的激发信号与成像对象在磁共振系统提供的主磁场内产生不同方向磁共振信号，而射频激发序列中的回波信号将该不同方向的磁共振信号的聚集到一起，经过一定的处理合成一种磁共振信号，以使磁共振系统的磁共振信号接收单元接收磁共振信号，从而磁共振系统中的图像重建单元基于该磁共振信号，经过初步图像重建，得到回波图像。
需要说明的是，射频脉冲序列中的每一个回波信号都对应一个回波图像。假设射频脉冲序列的一个TR(repetition time，重复时间)内具有6个TE(echo tim，回波时间)，即在一个TR时间中包含6个回波信号，在该TR时间段中，执行主体能够获得到6张回波图像。其中，上述假设仅为本发明实施例提供的一种举例，不作为对本发明的限定。
102、获取所述多个回波图像的像素点图像梯度。
图像梯度其实质是图像的灰度值的变化情况。像素点的灰度值的差值越大，该回波图像分层越明显，图像梯度明显。
103、根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域。
其中，同质区域是指具有相同物质且该物质密度差在一定范围内区域，或者对于人体组织而言，同质区域还可以是指具有相同组织的区域且该同质区域不包括组织间隙。下面以人体组织的磁共振图像为例，说明通过图像梯度获取同质区域的原理。
人体的不同组织区域氢原子的含量不同，也可以理解为，不同组织区域的氢原子密度千差万别，因此，基于磁共振图像的成像原理，可以理解的是，在磁共振系统中，不同组织区域的氢原子与扫描序列发生磁共振现象时，产生的磁共振信号的信号强度不同，不同强度的磁共振信号经过图像处理后产生不同灰度值的图像片段，从而使得生成的磁共振图像产生不同的分层，进而该执行主体通过比较图像梯度，能够方便快捷的获取到同质区域。
104、获取所述同质区域的像素点相位及幅值。
105、根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型。
106、根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位。
本发明实施例提供的相位校正方法，利用像素点图像梯度来获取多个回波图像中获取同质区域，相比于现有技术通过第三方数据库并通过器官分割方法提取同质区域的方法，本发明提供的技术方案不用依赖与第三方数据库来实现器官分割，从而简化了同质区域提取的方法。此外，利用同质区域的像素点的矢量值(即像素点相位及幅值)建立相位偏移在复数域的线性模型，从而可以有效避免相位卷绕造成确定出的相位偏移的线性模型参数不准确的问题，进而提高相位校正的准确性。
进一步的，结合前述流程，针对于步骤102获取所述多个回波图像的像素点图像梯度的实现，本发明实施例提供了一种实现方式，如图2所述，具体包括：
1021、获取所述像素点在空间中至少一个方向上的第一图像灰度以及在所述方向上的相邻像素点的第二图像灰度。
1022、确定所述第一图像灰度与第二图像灰度的灰度差值。
1023、根据所述灰度差值，确定所述像素点的图像梯度。
具体的，根据图像梯度计算公式，获取像素点图像梯度；其中，该图像梯度计算公式如下：
Figure GDA0002621129530000091
其中，Grad(x,y,z)是所述像素点的图像梯度；(x，y，z)为所述像素点的坐标；Gx是所述像素点在X方向上与相邻像素点之间的图像灰度差；Gy是所述像素点在Y方向上与相邻像素点之间的图像灰度差；Gz是所述像素点在Z方向上与相邻像素点之间的图像灰度差。
进一步的，由于相同的组织区域内不同位置上氢原子的密度可能存在较小的差别，为保证执行主体能够正确获取到同质区域，针对于步骤103根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域的实现，本发明实施例提供了两种实现方式，
方式一、该方式的流程图如图3所示，具体包括：
1031a、判断所述像素点图像梯度是否超出第一阈值。
1032a、若判断所述像素点图像梯度未超出第一阈值时，确定该像素点为同质区域像素点，提取该像素点。
1033a、若判断所述像素点图像梯度超出第一阈值时，确定该像素点为非同质区域像素点。
需要说明的是，当该像素点图像梯度未超出规定的第一阈值时，确定该像素点在该同质区域中，提取该像素点；而像素点图像梯度超出规定的第一阈值的像素点，认为是影响相位校正的非同质区域；从而，通过判断像素点图像梯度是否超出第一阈值，提取出图像梯度在第一阈值范围内的所有像素点，进而得到相位校正所需要的同质区域。
补充说明的是，对于未提取的像素点或者确定为非同质区域的像素点而言，还可以将这些像素点设置为图像背景。其中，执行主体将非同质区域像素点设为图像背景的处理方式仅为一种具体举例，本发明对于执行主体对非同质区域的处理不做具体限定。
方式二、该方式的流程图如图4所示，具体包括：
1031b、确定回波图像中任意两个像素点的图像梯度差。
1032b、判断所述两个像素点的图像梯度差是否超出第二阈值。
1033b、若判断图像梯度差未超出第二阈值，确定这两个像素点为同质区域像素点，提取这两个像素点。
1034b、若判断图像梯度差超出第二阈值，确定这两个像素点为非同质区域像素点。
通过判断任意两像素点的图像梯度差是否在规定的第二阈值范围内，从而提取出图像梯度差在一定的范围的所有像素点，进而，得到相位校正所需要的同质区域。
补充说明的是，执行主体对于未提取的像素点的处理方式与方式一中的处理方式相同，本发明在此不再赘述。
进一步的，为了解决发生相位卷绕现象，造成相位校正不准确的问题，本发明实施例提出采用复数域的相位偏移的线性模型进行相位校正，因此，为实现上述目的，本发明实施提供了另一实现方式，如图5所示，在步骤105根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型还包括步骤1051和步骤1052：
在阐述步骤1051和步骤1052之前先简单介绍下相位偏移的线性模型建立分析的过程：
在一个TR时间段内，在理想状态下，不考虑相位偏移只考虑噪声信号的影响时，磁共振成像对象的同一点在对应的多个回波图像的相位存在一种线性关系，如图6中的直线A所示。而通常情况下，涡流、扫描序列的读出梯度等会造成一个TR时间段内的第n(n为偶数)个回波信号对应的回波图像的相位发生偏移，使得n为偶数时对应的所有回波图像的相位形成另一种线性关系，偶数回波图像的相位对应的线性关系如图6中的直线C所示，图6中的折线B表示发生相位偏移后回波图像的相位对应的关系。
在通常情况下，磁共振成像对象的任一点相位可以用如下表达式描述：
Figure GDA0002621129530000111
其中，
Figure GDA0002621129530000112
为第n个回波图像的像素点r的相位；
Figure GDA0002621129530000113
为初始相位；γ表示旋磁比；ΔB(r)表示该像素点在磁共振系统中对应的当前位置的磁场变化；TEn表示第n回波时长；Δθ(r)为相位偏移量；n表示按时间顺序生成的回波图像的次数。
上述任一点的表达式中的γ、ΔB(r)和Δθ(r)这三个参数都是未知量，为了能够求解出相位偏移量Δθ(r)，选择该任一点在任意相邻三个回波图像中相位，根据该任意相邻三个回波图像的相位，能够推导出相位偏移的线性模型为：
Figure GDA0002621129530000114
需要说明的是，根据上述线性模型表达式，可以明确的是，获取相位偏移量至少需要获取3个回波图像。
介绍完现有技术中相位偏移的线性模型之后，下面详细阐述本发明实施例中步骤1051和步骤1052执行的内容。
1051、将相位偏移的线性模型转换成复数域的第二线性模型。
其中，基于现有技术中分析得到相位偏移的线性模型，将该线性模型转换成复数域的第二线性模型，该复数域的相位线性模型的表达式为：
D(r)＝D(r,TEn)*D(r,TEn)*conj(D(r,TEn-1)*D(r,TEn+1))
其中，D(r)是像素点r的向量偏移值；D(r,TEn)代表该像素点r在第n个回波图像中的矢量值，其中，n为偶数；TEn代表第n个回波的回波时间；conj为共轭运算；D(r,TEn-1)与D(r,TEn+1)分别代表该像素点r在与第n个回波相邻前一回波对应的回波图像的矢量值，以及，该像素点r在与第n个回波相邻后一回波对应的回波图像的矢量值。
1052、根据所述像素点相位及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型。
补充说明的是，当该复数域的第二线性模型存储在指定位置时，步骤105的实现还可以通过以下方式，首先，执行主体直接从该指定位置获取到复数域的第二线性模型；然后，再根据获取该像素点的相位和幅值，基于该复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型。
进一步的，针对于步骤1052根据所述像素点相位及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型的实现，本发明实施例提供了一种实现方式，在阐述步骤1052的实现方法前，介绍下相位偏移与像素点空间位置满足的一种线性关系：
发生相位偏移的回波图像中的像素点r(x，y，z)在空间中，其相位偏移量Δθ(r)与该像素当前位置存在一种线性关系，因此，该相位偏移的线性模型还可以表述为：
Δθ(r)＝ax+by+cz+d
其中，x，y，z分别表示空间的三个方向；a为该线性模型在x方向上的一阶系数；b为该线性模型在y方向上的一阶系数；c为该线性模型在z方向上的一阶系数；d为该线性模型的零阶系数。
其中，该线性模型中系数a、b、c、d都是未知量，因此，在进行相位校正前需要先计算出线性模型中的系数，从而确定出一个具体的线性模型，进而实现相位校正。而确定的线性模型的系数可以利用两个相邻像素点的相位偏移量的差值确定。例如，以确定线性模型中系数a为例，线性模型系数a为X方向上的一阶系数，该方向上相邻两个相邻像素点为r1(x，y，z)和r2(x-1，y，z)，一阶系数ai＝Δθ(r1)-Δθ(r2)＝(ax+by+cz+d)-[a(x-1)+by+cz+d]，通过公式计算出回波图像中的所有像素点在该方向的一阶系数，然后计算所有一阶系数的平均值
Figure GDA0002621129530000131
从而得到最终的线性模型的一阶系数a；利用此方法分别确定出b、c，然后确定出线性模型系数d，进而确定一种具体的线性模型。
值得说明的是，仅仅利用像素点的相位角来确定相位偏移的线性模型的参数时，当某个像素点所在位置的相位值发生了卷绕，直接这样以这个相位值估算线性模型参数，会造成其计算结果与理论结果产生很大的误差，从而影响相位校正的准确性。而若先对发生局卷绕的像素点进行去卷绕(unwrapping)操作，再进行线性模型参数的估算时，由于可去卷绕的运算通常都会耗费较多的时间，造成相位校正效率低。
为了卷绕对相位校正的影响，本发明提出根据像素点的相位及幅值，进行相位校正，因此，针对于步骤1052的实现，本发明实施例提供了一种实现方式，其流程图如图7所示，具体包括：
201、根据所述像素点相位以及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所有相像素点在指定方向上的相位偏移量差值的复数集合。
其中，相位偏移量差值是指在指定方向上相邻的任意两个像素点的相位偏移量的差值。需要说明的是，该多个回波相邻两个像素点可以是平面上相邻的两个像素点；或者，还可以是空间上相邻的两个像素点。另外，其复数集合是指在该方向上的所有相位偏移量的差值的复数形式的集合。这里特别说明的是，下面描述的确定所有像素点在X方向上的复数集合的过程仅为一种具体举例，在确定像素点其他方向上的复数集合时也可以使用过程中的方法得到其他方向上的复数集合，其具体过程与确定所有像素点在X方向上的复数集合的过程原理上相同，因此，本发明仅针对确定所有像素点在X方向上的复数集合的实现过程进行详细阐述。
其中，以指定方向为空间X方向为例，下面详细说明确定指定方向上的复数集合的过程：
在确定在X方向上的复数形式的一阶系数时，根据空间相邻的任意两个像素点的相位偏移量的差值能够确定出在该x方向的一阶系数，其相位偏移量的差值在复数域的计算公式为：
Dx＝D(x,y,z)*conj(D(x-1,y,z))
其中，Dx表示复数域的一阶系数；D(x,y,z)表示空间位置为像素点(x，y，z)对应的相位偏移量；D(x-1,y,z)表示与像素点(x，y，z)在X方向上相邻的像素点对应的相位偏移量；conj表示共轭运算。
需要说明的是，相位偏移量的差值在复数域的计算公式中的像素点的相位偏移量D(x,y,z)和D(x-1,y,z)是根据该复数域的第二线性模型得到的。
执行主体多次调用上述相位偏移量的差值在复数域的计算公式，从而获取回波图像中所有像素点在指定的方向上的复数集合D。
202、获取所述复数集合的总和。
203、确定所述复数集合的总和的相位，以确定所述第二线性模型在所述指定方向上的一阶系数。
执行主体将经过步骤202得到的复数集合的总和，基于公式a＝angle(sum(D)求出复数集合总和的相位，该角度即为线性模型在某一方向上的一阶系数。
204、根据第二线性模型以及所述一阶系数，确定所述第二线性模型零阶系数。
具体的，例如，当相位偏移的像素点为空间像素点时，执行主体重复执行步骤201至202，分别得到X、Y、Z三个空间方向上的一阶系数a，b，c，然后，根据公式D0＝D(x,y,z)*exp(-1i*(ax+by+cz))确定复数域的零阶系数集合，从而确定复数域的零阶系数集合的总和，以确定出零阶系数d，进而确定出复数域的第一线性模型。
进一步的，针对于步骤106的实现，本发明实施例提供了一种实现方式，如图8所示，步骤106根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位的操作具体包括：
1061、根据如下公式，对所述多个回波图像的相位进行校正。
Figure GDA0002621129530000151
其中，
Figure GDA0002621129530000152
为像素点校正后的相位；
Figure GDA0002621129530000153
为像素点的初始相位；exp(-1i*(ax+by+cz+d))是相位偏移校正量，即相位偏移的在复数域的第一线性模型，其中，a、b、c分别为像素点在X、Y、Z方向上的一阶系数，d为所述相位偏移的在复数域的第一线性模型的零阶系数。
基于上述相位校正方法实施例，本发明实施例进一步提供了一种相位校正装置，该装置组成框图如图9所示，该装置包括：
第一获取单元21，用于获取多个回波图像。
第二获取单元22，用于获取所述多个回波图像的像素点图像梯度。
第三获取单元23，用于根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域。
第四获取单元24，用于获取所述同质区域的像素点相位及幅值。
确定单元25，用于根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型。
校正单元26，用于根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位。
本发明实施例还提供了一种磁共振系统，所述装置包括磁共振设备和计算机，其中所述计算机包括存储器、处理器，所述存储器中存储有程序代码，其中，该相位校正装置的示意图，如图10所示，该相位校正装置详细结构如下：
磁共振系统600通常包括磁共振机架，机架内有主磁体601，主磁体601可以是由超导线圈构成，用来产生主磁场，在一些情况下也可以采用永磁体。主磁体601可以用来产生0.2特斯拉、0.5特斯拉、1.0特斯拉、1.5特斯拉、3.0特斯拉或者更高的主磁场强度。在磁共振成像时，成像对象650会由患者床606进行承载，随着床板的移动，将成像对象650移入主磁场磁场分布较为均匀的区域605内。通常对于磁共振系统，如图10所示，空间坐标系(即设备的坐标系)的z方向设置为与磁共振系统机架的轴向相同，通常将患者的身长方向与z方向保持一致进行成像，磁共振系统的水平平面设置为xz平面，x方向与z方向垂直，y方向与x和z方向均垂直。
在磁共振成像，脉冲控制单元611控制射频脉冲产生单元616产生射频脉冲，射频脉冲由放大器放大后，经过开关控制单元617，最终由体线圈603或者局部线圈604发出，对成像对象650进行射频激发。成像对象650根据射频激发，会由共振产生相应的射频信号。在接收成像对象650根据激发产生的射频信号时，可以是由体线圈603或者局部线圈604进行接收，射频接收链路可以有很多条，射频信号发送到射频接收单元618后，进一步发送到图像重建单元621进行图像重建，形成磁共振图像。
磁共振系统600还包括梯度线圈602，梯度线圈可以用来在磁共振成像时对射频信号进行空间编码。脉冲控制单元611控制梯度信号产生单元612产生梯度信号，梯度信号通常会分为三个相互正交方向的信号：x方向、y方向和z方向，不同方向的梯度信号经过梯度放大器(613、614、615)放大后，由梯度线圈602发出，在区域605内产生梯度磁场。
脉冲控制单元611、图像重建单元621与处理器622、显示单元623、输入/输出设备624、存储器625、通信端口626之间可以通过通信总线627进行数据传输，从而实现对磁共振成像过程的控制。
其中，处理器622可以由一个或多个处理器组成。显示单元623可以是提供给用户用来显示图像的显示器。输入/输出设备624可以是键盘、鼠标、控制盒等相关设备，支持输入/输出相应数据流。存储器625可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘等，存储器625可以用来存储需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器622所执行的可能的程序指令。当处理器622执行存储器625中的存储的指定程序时，该处理器622可用来执行本发明提出的任一方法实施例中阐述的相位校正方法。通信端口605可以实现与其他部件例如：外接设备、图像采集设备、数据库、外部存储以及图像处理工作站等之间进行数据通信。
本发明实施例提供的磁共振系统，利用像素点图像梯度来获取多个回波图像中获取同质区域，相比于现有技术通过第三方数据库并通过器官分割方法提取同质区域的方法，本发明提供的技术方案不用依赖与第三方数据库来实现器官分割，从而简化了同质区域提取的方法。此外，利用同质区域的像素点的矢量值(即像素点相位及幅值)建立相位偏移在复数域的线性模型，从而可以有效避免相位卷绕造成确定出的相位偏移的线性模型参数不准确的问题，进而提高相位校正的准确性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种相位校正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多个回波图像；
获取所述多个回波图像的像素点图像梯度；
根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域；
获取所述同质区域的像素点相位及幅值；
根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型；
根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位；
所述根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型包括：
将所述相位偏移的线性模型转换成复数域的第二线性模型；其中，所述复数域的第二线性模型的表达式为：
D(r)＝D(r,TEn)*D(r,TEn)*conj(D(r,TEn-1)*D(r,TEn+1))
其中，D(r)是所述像素点的向量偏移值；D(r,TEn)代表所述像素点在第n个回波图像中的矢量值，其中，n为偶数；TEn代表第n个回波的回波时间；conj为共轭运算；D(r,TEn-1)与D(r,TEn+1)分别代表像素点在与第n个回波相邻前一回波对应的回波图像的矢量值，以及，像素点在与第n个回波相邻后一回波对应的回波图像的矢量值；
根据所述像素点相位及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型；
根据所述像素点相位及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型包括：
根据所述像素点相位以及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所有相像素点在指定方向上的相位偏移量差值的复数集合；
获取所述复数集合的总和；
确定所述复数集合的总和的相位，以确定所述第二线性模型在所述指定方向上的一阶系数；
根据所述第二线性模型以及所述一阶系数，确定所述第二线性模型零阶系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述多个回波图像的像素点图像梯度包括：
获取所述像素点在空间中至少一个方向上的第一图像灰度以及在所述方向上的相邻像素点的第二图像灰度；
确定所述第一图像灰度与第二图像灰度的灰度差值；
根据所述灰度差值，确定所述像素点的图像梯度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述灰度差值，确定所述像素点的图像梯度包括：
根据图像梯度计算公式，获取所述像素点图像梯度；其中，所述图像梯度计算公式如下：
Figure FDA0002621129520000021
其中，Grad(x,y,z)是所述像素点的图像梯度；(x，y，z)为所述像素点的坐标；Gx是所述像素点在X方向上与相邻像素点之间的图像灰度差；Gy是所述像素点在Y方向上与相邻像素点之间的图像灰度差；Gz是所述像素点在Z方向上与相邻像素点之间的图像灰度差。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域包括：
判断所述像素点图像梯度是否超出第一阈值；
若判断所述像素点图像梯度未超出第一阈值时，确定所述像素点为同质区域像素点并提取所述像素点；
若判断所述像素点图像梯度超出第一阈值时，确定所述像素点为非同质区域像素点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域包括：
确定回波图像中任意两个像素点的图像梯度差；
判断所述两个像素点的图像梯度差是否超出第二阈值；
若判断图像梯度差未超出第二阈值，确定所述两个像素点为同质区域像素点并提取所述两个像素点；
若判断图像梯度差超出第二阈值，确定所述两个像素点为非同质区域像素点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取多个回波图像至少包括3个回波图像时，所述根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位包括：
根据如下公式，对所述多个回波图像的相位进行校正；
Figure FDA0002621129520000031
其中，
Figure FDA0002621129520000032
为所述像素点校正后的相位；
Figure FDA0002621129520000033
为所述像素点的初始相位；exp(1i*(ax+by+cz+d))是相位偏移校正量，即相位偏移在复数域的第一线性模型，其中，a、b、c分别为所述像素点在X、Y、Z方向上的一阶系数，d为所述相位偏移在复数域的第一线性模型的零阶系数。
7.一种相位校正装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取多个回波图像；
第二获取单元，用于获取所述多个回波图像的像素点图像梯度；
第三获取单元，用于根据所述像素点图像梯度，从所述多个回波图像中获取同质区域；
第四获取单元，用于获取所述同质区域的像素点相位及幅值；
确定单元，用于根据所述像素点相位及幅值，并基于相位偏移的线性模型，确定所述线性模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型；
校正单元，用于根据所述在复数域的第一线性模型，校正所述多个回波图像的相位；
所述确定单元具体用于：
将所述相位偏移的线性模型转换成复数域的第二线性模型；其中，所述复数域的第二线性模型的表达式为：
D(r)＝D(r,TEn)*D(r,TEn)*conj(D(r,TEn-1)*D(r,TEn+1))
其中，D(r)是所述像素点的向量偏移值；D(r,TEn)代表所述像素点在第n个回波图像中的矢量值，其中，n为偶数；TEn代表第n个回波的回波时间；conj为共轭运算；D(r,TEn-1)与D(r,TEn+1)分别代表像素点在与第n个回波相邻前一回波对应的回波图像的矢量值，以及，像素点在与第n个回波相邻后一回波对应的回波图像的矢量值；
根据所述像素点相位及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所述第二线性模型的模型参数，以确定相位偏移在复数域的第一线性模型；
所述确定单元还用于：
根据所述像素点相位以及幅值，基于所述复数域的第二线性模型，确定所有相像素点在指定方向上的相位偏移量差值的复数集合；
获取所述复数集合的总和；
确定所述复数集合的总和的相位，以确定所述第二线性模型在所述指定方向上的一阶系数；
根据所述第二线性模型以及所述一阶系数，确定所述第二线性模型零阶系数。
8.一种磁共振系统，其特征在于，所述磁共振系统包括磁共振设备和计算机，其中所述计算机包括存储器、处理器，所述存储器中存储有程序代码，所述程序代码被所述处理器调用时，以使得处理器执行权利要求1至6任一项所述的方法。
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