CN101231330A - 无参照质子共振频率测温法中生成感兴趣区域的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无参照质子共振频率测温法中生成感兴趣区域的方法，所述无参照质子共振频率测温法通过比较MR图像的感兴趣区域和加热区域的相位差来计算加热区域的温度值，该方法包括：预先设置一位置和大小已知的加热区域，在一MR图像中围绕所述的加热区域生成一感兴趣区域，同时去除所述感兴趣区域内的信号相位突变区域。使用了本发明的方法，可以有效避免位于感兴趣区域之内信号相位突变区域对计算加热区域的温度所造成的影响，提高无参照PRF测温法的准确度和精确度，从而提高MR引导的HIFU治疗的安全性和有效性。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)图像处理技术，特别是涉及一种无参照质子共振频率(PRF，Proton Resonance Frequency)测温法中生成感兴趣区域的方法。
背景技术
磁共振(MR，Magnetic Resonance)PRF测温法在MR引导的高强度聚焦超声(HIFU，HighIntensity Focused Ultrasound)治疗的过程中可用来监视治疗部位温度的变化。传统的PRF方法要求生成一幅加热之前的基准图像(baseline image)，该基准图像提供参考相位信息，以供在加热过程中或加热之后获得的相位图像与之做减法，从而确定加热区域温度升高的确切值。
然而，多种因素可导致基准图像和后来的相位图像之间出现对不准的情况，如果基准图像和后来的相位图像对不准，则无法得到准确的加热区域的温度值。
为了避免这个问题，目前提出了一种无参照的方法(referenceless method)，通过使用图像自身作为参照，而无需与基准图像作对比。具体说来就是，在图像中选取一个未加热的区域作为感兴趣区域(ROI，Region Of Interest)，利用感兴趣区域的相位计算出背景相位信息，作为加热区域加热前的相位。然后，利用加热区域当前的相位和加热前的相位对比得到加热区域温度升高的确切值。
由于这种方法需要通过多项式拟合来得到加热区域的基准相位，如果感兴趣区域中含有血管，血管处的相位与其他区域的相位有显著差异，将会造成感兴趣区域内的相位突变，这种相位突变将影响到多项式拟合，从而导致最后加热区温度的计算错误。
发明内容
本发明提供了一种无参照PRF测温法中生成感兴趣区域的方法，以消除相位突变对无参照PRF测温法的运算准确度的影响。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种无参照质子共振频率测温法中生成感兴趣区域的方法，所述无参照质子共振频率测温法通过比较MR图像的感兴趣区域和加热区域的相位差来计算加热区域的温度值，该方法包括：
预先设置一位置和大小已知的加热区域，在一MR图像中围绕所述的加热区域生成一感兴趣区域，同时去除所述感兴趣区域内的信号相位突变区域。
其中，所述在MR图像中生成感兴趣区域，同时去除所述感兴趣区域内的信号相位突变区域的步骤包括：
在MR图像中选择包含加热区域的第一区域；
从所述第一区域中去除预先设置的加热区域，将第一区域中去除所述的加热区域后的区域作为第二区域；
利用MR图像的灰度值在所述第二区域中去除信号相位突变区域，并将第二区域中去除了信号相位突变区域的区域作为感兴趣区域。
其中，所述利用MR图像的灰度值在第二区域中去除信号相位突变区域包括：
确定所述第二区域内的像素灰度平均值；
依次判断第二区域内的像素的灰度值与所述平均值之差的绝对值是否超过预先设置的灰度差阈值，如果是，则确定该像素位于相位突变信号区，并从第二区域中去除该像素。
其中，所述利用MR图像的灰度值在第二区域中去除信号相位突变区域包括：
依次判断第二区域内的像素的灰度值与预先获取的背景灰度均值之差的绝对值是否超过预先设置的灰度差阈值，如果是，则确定该像素位于相位突变信号区，并从第二区域中去除该像素。
其中，所述第一区域为矩形区域或圆形区域。
其中，所述在MR图像中生成感兴趣区域，同时去除所述感兴趣区域内的信号相位突变区域的步骤包括：
在预先设置的加热区域附近，选择灰度值满足条件的初始像素；
从所述初始像素开始，沿至少一个方向向外搜索并选择灰度值满足条件的像素；
将所有选择的像素的集合作为感兴趣区域。
其中，所述从初始像素开始沿至少一个方向向外搜索选择灰度值满足条件的像素包括：
从所述初始像素开始沿至少一个方向搜索紧邻该初始像素的像素；
若被搜索到的像素灰度值满足条件，则选择该像素并从该像素开始沿至少一个方向继续搜索紧邻该像素的像素；
若在其中任一方向上被搜索到的像素灰度值不满足条件，则停止在该方向上的搜索。
其中，如果所选择的像素的数量达到预先设定的像素数量阈值，则结束搜索。
其中，所述灰度值所满足的条件为预先设定的感兴趣区域的灰度范围，或动态设定的感兴趣区域的灰度范围。
其中，所述信号相位突变区域包括血管组织区域。
从以上的技术方案可以看出，本发明利用MR图像的灰度值，在加热区域的附近生成不包含血管组织等信号相位突变区域的感兴趣区域，有效避免了在感兴趣区域之内存在信号相位突变区域对计算加热区域的温度所造成的影响，提高了无参照PRF测温法的准确度和精确度，从而提高了MR引导的HIFU治疗的安全性和有效性。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1是根据本发明实施例一的无参照PRF测温法中生成感兴趣区域的方法流程图；
图2是实施例一的生成感兴趣区域的过程示意图；
图3是根据本发明实施例二的无参照PRF测温法中生成感兴趣区域的方法流程图；
图4是根据本发明实施例三的无参照PRF测温法中生成感兴趣区域的方法流程图；
图5是实施例三的方法生成感兴趣区域的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
本发明的生成感兴趣区域的方法是在预先设置的加热区域附近，利用MR图像的灰度值生成不包括信号相位突变区域的区域作为感兴趣区域。信号相位突变区域包括能够引起相位突变的区域，通常血管等组织会引起信号的相位突变。下面通过三个具体实施例对本发明的方法进行阐述。
实施例一
图1是根据本发明实施例一的生成感兴趣区域的方法流程图。在本实施例中，信号相位突变区域为血管组织区域，所采用的方法是从初始选择的区域中去除血管组织区域，从而得到不包含血管组织的感兴趣区域。从图1可以看出，本实施例的生成感兴趣区域的方法包括如下步骤：
步骤S101：从MR图像上选择包含加热区域的第一区域。
应该理解，由于感兴趣区域需要位于加热区域附近，因此最好在加热区域周围生成感兴趣区域。第一区域的形状可以是任意形状，例如矩形或圆形。
步骤S102：从第一区域中去除预先设置的加热区域，得到第二区域。
由于加热区域是预先设置的，其大小、位置和形状是已知的，因此可以方便地从第一区域中去除加热区域，得到第二区域。
步骤S103：计算第二区域中像素的灰度平均值。
对第二区域中的像素灰度做平均可以近似得到第二区域中的背景灰度。
步骤S104：依次比较第二区域中的各像素的灰度值和所计算出来的灰度平均值之差的绝对值是否超过预先设定的灰度差阈值，如果是，则将该像素作为血管组织区域，并从第二区域中去除该像素；否则在第二区域中保留该像素。
由于血管组织区域的灰度与背景灰度明显不同，因此血管组织的灰度与灰度平均值之差的绝对值会比较大，可以利用灰度值的比较来确定血管组织区域。
步骤S105：将第二区域中去除了血管组织区域的区域作为感兴趣区域。
图2示出了上述的感兴趣区域的生成过程。其中(a)为第一区域；(b)为去除了加热区域的第二区域；(c)为去除了血管组织的感兴趣区域。图2中显示最后得到的感兴趣区域是一个连续的区域。但是可以理解，虽然初始区域通常是一个连续区域，但是经过去除加热区域和血管组织区域的操作，所得到的感兴趣区域也可以是由若干非连续区域组成的区域。
实施例二
图3是根据本发明实施例二的生成感兴趣区域的方法流程图。本实施例和实施例一的相同之处在于，信号相位突变区域为血管组织区域，所采用的方法是从初始选择的区域中去除血管组织区域，从而得到不包含血管组织的感兴趣区域。本实施例和实施例一的不同之处在于，本实施例中利用第二区域中像素灰度值和预先获取的背景灰度均值之差确定血管组织区域。从图3可以看出，本实施例的生成感兴趣区域的方法大致包括如下步骤：
步骤S301至步骤S302分别与步骤S101和步骤S102相同。
步骤S303：依次比较第二区域中的各像素的灰度值和预先获取的背景灰度均值之差的绝对值是否超过预先设定的灰度差阈值，如果是，则将该像素作为血管组织区域，并从第二区域中去除该像素；否则在第二区域中保留该像素。
该预先获取的背景灰度均值可以预先获取或者根据已有的数据确定。
步骤S304：将第二区域中去除了血管组织区域的区域作为感兴趣区域。
实施例三
图4是根据本发明实施例三的生成感兴趣区域的方法流程图。在本实施例中，信号相位突变区域为血管组织区域，所采用的方法是从加热区域附近的初始像素向外搜索扩张的方法得到不包含血管组织的感兴趣区域。从图4可以看出，本实施例的生成感兴趣区域的方法大致包括如下步骤：
步骤S401：在预先设置的加热区域附近，选择一灰度值满足条件的初始像素。
应该理解，由于感兴趣区域需要位于加热区域附近，因此最好在加热区域周围生成感兴趣区域。
灰度值满足条件的点就是灰度值位于感兴趣区域灰度范围内的点。感兴趣区域灰度范围可以是预先设定的，也可以是动态设定的。
步骤S402：从所述初始像素开始沿至少一个方向搜索紧邻该初始像素的像素；若被搜索到的像素灰度值满足条件，执行步骤S403；若在某一方向上被搜索到的像素灰度值不满足条件，则停止在该方向上的搜索。
步骤S403：选择该像素并从该像素开始沿至少一个方向继续搜索紧邻该像素的像素；若被搜索到的像素灰度值满足条件，重复执行本步骤，选择像素并继续搜索；若在某一方向上被搜索到的像素灰度值不满足条件，则停止在该方向上的搜索；若所选择的像素的数量超过预先设定的像素数量阈值，则搜索结束。然后，将所有选择的像素的集合作为感兴趣区域。
本实施例的从初始像素向外搜索的方法可以称作“扩张法”，扩张法可得到外轮廓不规则的感兴趣区域。图5是扩张法所得到的外轮廓不规则的感兴趣区域的示意图。由于扩张的过程中需要判断每个搜索到的像素是否满足条件，因此可以避免将血管组织等信号相位突变区域纳入感兴趣区域。
需要说明的是，本实施例在所选择的像素数量超过像素数量阈值时结束搜索，在实际应用中的某些情况下，例如需要较大的感兴趣区域时，也可以采用自然结束法，即没有可搜索的像素时停止搜索。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无参照质子共振频率测温法中生成感兴趣区域的方法，所述无参照质子共振频率测温法通过比较MR图像的感兴趣区域和加热区域的相位差来计算加热区域的温度值，其特征在于，该方法包括：
预先设置一位置和大小已知的加热区域，在一MR图像中围绕所述的加热区域生成一感兴趣区域，同时去除所述感兴趣区域内的信号相位突变区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在MR图像中生成感兴趣区域，同时去除所述感兴趣区域内的信号相位突变区域的步骤包括：
在MR图像中选择包含加热区域的第一区域；
从所述第一区域中去除预先设置的加热区域，将第一区域中去除所述的加热区域后的区域作为第二区域；
利用MR图像的灰度值在所述第二区域中去除信号相位突变区域，并将第二区域中去除了信号相位突变区域的区域作为感兴趣区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用MR图像的灰度值在第二区域中去除信号相位突变区域包括：
确定所述第二区域内的像素灰度平均值；
依次判断第二区域内的像素的灰度值与所述平均值之差的绝对值是否超过预先设置的灰度差阈值，如果是，则确定该像素位于相位突变信号区，并从第二区域中去除该像素。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用MR图像的灰度值在第二区域中去除信号相位突变区域包括：
依次判断第二区域内的像素的灰度值与预先获取的背景灰度均值之差的绝对值是否超过预先设置的灰度差阈值，如果是，则确定该像素位于相位突变信号区，并从第二区域中去除该像素。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，所述第一区域为矩形区域或圆形区域。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在MR图像中生成感兴趣区域，同时去除所述感兴趣区域内的信号相位突变区域的步骤包括：
在预先设置的加热区域附近，选择灰度值满足条件的初始像素；
从所述初始像素开始，沿至少一个方向向外搜索并选择灰度值满足条件的像素；
将所有选择的像素的集合作为感兴趣区域。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述从初始像素开始沿至少一个方向向外搜索选择灰度值满足条件的像素包括：
从所述初始像素开始沿至少一个方向搜索紧邻该初始像素的像素；
若被搜索到的像素灰度值满足条件，则选择该像素并从该像素开始沿至少一个方向继续搜索紧邻该像素的像素；
若在其中任一方向上被搜索到的像素灰度值不满足条件，则停止在该方向上的搜索。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，如果所选择的像素的数量达到预先设定的像素数量阈值，则结束搜索。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述灰度值所满足的条件为预先设定的感兴趣区域的灰度范围，或动态设定的感兴趣区域的灰度范围。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号相位突变区域包括血管组织区域。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102568008A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-07-11 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 无参考质子共振频率测温法中生成感兴趣区域的方法 |
| CN102579015A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-07-18 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 温度成像方法及系统 |
| CN102568008B (zh) * | 2011-12-12 | 2014-03-05 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 无参考质子共振频率测温法中生成感兴趣区域的方法 |
| CN104997512A (zh) * | 2015-07-07 | 2015-10-28 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种mri测温磁场漂移相位补偿方法 |
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