CN103142230A - 一种磁共振定位扫描的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种磁共振定位扫描的方法及装置,其中,所述方法包括步骤:当目标就位后,移动电控扫描床使扫描部位正对磁体中心区;启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像;通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内;当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像。

Description

一种磁共振定位扫描的方法及装置
技术领域
本发明属于磁共振成像技术领域,特别涉及一种颅脑磁共振成像中定位扫描方法和装置。
背景技术
磁共振成像技术(简称MRI)是指用相应的射频脉冲对置于静磁场中的被检体的氢原子核(质子)进行激励,采集随之产生的磁共振信号经计算机处理重建得到图像。由于磁共振成像技术具有无电离辐射伤害、软组织对比度高、图像分辨率高、成像参数与扫描方位选择灵活、无需造影剂即可显示血管等优点,因而广泛应用于临床医学诊断,其应用和发展前景十分广阔。
现有技术中,利用磁共振成像技术对颅脑等扫描部位进行扫描是通过如下方式实现的:当病人就位后,医生移动病床将病人扫描部位(即颅脑)移动到磁体中心区,然后选择定位专用序列脉冲进行定位扫描,得到横断面、矢状面、冠状面图像。如果病人颅脑偏离磁场中心过远,就需要医生再次进入扫描室移动病床进行二次定位,直到颅脑进入到磁体中心区,然后将已经得到的矢状面、冠状面像作为定位像,观察后在定位像上通过调整修改扫描束再进行正式扫描,获取所需横断面的图像。
在实际操作中,是靠医生的操作将扫描部位移动到磁体中心的,这完全依赖于医生的经验水平,对于经验缺乏的医生,其病床移动偏移较大或电动病床定位灯标定的位置不准就会使定位扫描生成的定位像偏离中心严重,成像效果不好,需不断调整病床位置和定位扫描,十分繁琐和不便。这直接导致每个病人的扫描时间的延长,影响扫描效率。所以,现有技术的主要缺点是:1、耗时耗力,操作不便,扫描效率低;2、病床调整距离无法精确把握,即无法精确得到扫描部位需要调整的距离。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种磁共振定位扫描的方法及装置,旨在解决现有的磁共振定位扫描方法耗时耗力、效率低下、无法精确调整病床位置的问题。
本发明的技术方案如下:
一种磁共振定位扫描的方法,其中,其包括步骤:
A、当目标就位后,移动电控扫描床使扫描部位正对磁体中心区;
B、启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像;
C、通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内;
D、当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围内时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像。
所述的磁共振定位扫描方法,其中,所述步骤C中,所述扫描部位轮廓信息包括扫描部位的轮廓边缘最高点。
所述的磁共振定位扫描方法,其中,所述步骤C具体包括:
判断扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离是否在预设的阈值范围内。
所述的磁共振定位扫描方法,其中,所述步骤D具体包括:
D1、当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离大于预设的阈值范围的上限时,调整距离为:                                                
Figure 2013101016093100002DEST_PATH_IMAGE001
,调整方向为向上,Bd为调整距离,d为扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离,a为阈值范围的下限,b为阈值范围的上限,y为每个像素间距离所代表的实际距离;
D2、当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离小于预设的阈值范围的下限时,调整距离为:
Figure 2013101016093100002DEST_PATH_IMAGE002
,调整方向为向下;
D3、控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动。
所述的磁共振定位扫描方法,其中,所述步骤D还包括:
当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离在预设的阈值范围内时,显示重建得到的矢状面定位像和冠状面定位像。
一种磁共振定位扫描的装置,包括电控扫描床、磁共振机、与电控扫描床及磁共振机通信连接的计算机,其中,所述计算机包括:
控制模块,用于当目标就位后,移动电控扫描床使扫描部位正对磁体中心区;
第一次重建模块,用于启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像;
判断模块,用于通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内;
第二次重建模块,用于当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围内时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像;
所述控制模块、第一次重建模块、判断模块及第二次重建模块依次连接。
所述的磁共振定位扫描的装置,其中,所述第二次重建模块包括:
第一计算单元,用于当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离大于预设的阈值范围的上限时,调整距离为:
Figure 165044DEST_PATH_IMAGE001
,调整方向为向上,Bd为调整距离,d为扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离,a为阈值范围的下限,b为阈值范围的上限,y为每个像素间距离所代表的实际距离;
第二计算单元,用于当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离小于预设的阈值范围的下限时,调整距离为:
Figure 560253DEST_PATH_IMAGE002
,调整方向为向下;
控制单元,用于控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动。
所述的磁共振定位扫描的装置,其中,所述电控扫描床由计算机通信控制。
所述的磁共振定位扫描的装置,其中,所述磁共振定位扫描的装置还包括一头线圈,用于接收人体选定部位受激质子辐射的磁共振信号。
有益效果:本发明通过在磁共振定位扫描时,提取出第一次扫描时获取的定位像的轮廓信息,然后将轮廓边缘与边框的距离与阈值范围进行比较,确定是否进行二次扫描,当需要进行二次扫描时计算出调整距离,根据调整距离精确调整电控扫描床,本发明的扫描方法可实现自动精确调整并获取调整后的定位像,提高了扫描效率,无需多次调整,省时省力,具有较强的实用性。
附图说明
图1为本发明磁共振定位扫描的方法较佳实施例的流程图。
图2至图4为提取出的不同颅脑轮廓边缘的示意图。
图5为本发明磁共振定位扫描的装置较佳实施例的结构示意图。
图6为图5所示计算机的结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种磁共振定位扫描的方法及装置,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。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。
请参阅图1,图1为本发明一种磁共振定位扫描的方法较佳实施例的流程图,如图所示,其包括步骤:
 S101、当目标就位后,移动电控扫描床使扫描部位正对磁体中心区;
S102、启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像;
S103、通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内;
S104、当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围内时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像。
在步骤S101中,首先控制电控扫描床上的目标的扫描部位正对磁体中心区。
在检测者即目标的头部安装好头线圈,所述的头线圈用作接收射频线圈,目标在电控扫描床上仰卧或俯卧后,将电控扫描床移动至所需的位置,使目标的扫描部位即颅脑正对磁体中心区,移动电控扫描床的过程可以是由医生或者操作人员进行人工的推动,或者是由计算机连接所述电控扫描床,然后通过计算机来控制电控扫描床进行移动。
此步骤的电控扫描床移动控制只是粗略控制,因为这依赖医生的操作和经验水平,对于经验缺乏的医生,并不能保证扫描部位正对磁体中心区,即使是经验丰富的医生或操作人员也会有操作失误,而电控扫描床若偏移较大或者电控扫描床的激光定位灯标定的位置不准,就会造成定位扫描生成的定位像偏离中心,成像效果不好,所以需要精确进行定位,首先是获取粗略定位形成的定位像,然后根据该定位像的误差进行调整,接下来对此过程进行详细描述。
在步骤S102中,启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像。
磁共振定位扫描可通过定位专用序列脉冲(例如安科公司的定位专用脉冲序列GRSCOUT)及相应的参数进行扫描从而得到横断面图像、矢状面定位像、冠状面定位像,其具体是先获取回波信号,然后经过计算机重建得到各种定位图像,在进行扫描部位即颅脑的横断面检测时,将矢状面和冠状面作为定位像(在颅脑检查中,一般是为了充分利用横断面图像信噪比高的优势而选择生成横断面图像作为临床检查,将矢状面定位像和冠状面定位像作为定位像),但本步骤先不显示重建的定位像,需分析出定位像中扫描部位的轮廓信息,以便进行调整,再重新扫描,最后获得准确的定位像。
在步骤S103中,通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内。
此步骤需要通过算法对定位像中的扫描部位的轮廓信息进行分析,本发明采用边缘提取算子(Canny算子)来进行提取,图像边缘是图像局部不连续的反映,它标志了一个区域的终结和另一个区域的开始,图像边缘有边缘和幅度两个特性,本发明选用的Canny算子来检测边缘获取扫描部位的轮廓信息,具有不易受噪声干扰的特点。
其基本步骤包括:
S1、用高斯滤波模板进行卷积以消除噪声;
S2、利用导数算子获取图像灰度沿着x方向和y方向的偏导数,求取出梯度的大小和方向;
S3、对梯度幅值图像应用非最大抑制;
S4、用双阈值处理和连接分析来检测并连接边缘。
关于上述图像分割识别算法的具体技术细节在数字图像处理教科书等现有技术中均有详细描述,本发明不再赘述。
在提取了扫描部位的轮廓信息后,需判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内,本发明优选是判断扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离是否在于预设的阈值范围内,因为一般来说,电控扫描床的左右偏差的误差较小,所以只需进行前后移动调整即可。
在步骤S104中,当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围内时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像。
具体来说,针对扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离是否在预设的阈值范围内,进行不同的处理,当不在预设的阈值范围内时,则计算出调整距离及调整方向,对电控扫描床进行移动调整,当小于预设的阈值时,则直接显示即可。
所述步骤S104可具体细化为以下步骤:
S201、当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离大于预设的阈值范围的上限时,调整距离为:
Figure 374626DEST_PATH_IMAGE001
,调整方向为向上,Bd为调整距离,d为扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离,a为阈值范围的下限,b为阈值范围的上限,y为每个像素间距离所代表的实际距离;
在MRI成像中的FOV(视野)大小选择与扫描部位大小有关,设视野长度为FOVx,宽度为FOVy,MRI重建后获得的图像大小设为M×N,那么每个像素间距离所代表的实际距离为:
长度距离
Figure 2013101016093100002DEST_PATH_IMAGE003
,宽度距离
Figure 2013101016093100002DEST_PATH_IMAGE004
扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离的阈值范围为a~b,该范围内的距离较合适,其中,
Figure 2013101016093100002DEST_PATH_IMAGE005
将d与a和b进行比较,当d大于b时,调整距离为:
Figure 2013101016093100002DEST_PATH_IMAGE006
,调整方向为向上,即进入到磁体中心区的方向,如图2所示,该图中的颅脑轮廓向下偏离严重,所以需要进行调整,需要将扫描部位拉近磁体中心区。
S202、当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离小于预设的阈值范围的下限时,即当d小于a时,调整距离为:,调整方向为向下,即远离磁体中心区的方向;如图3所示,该图中的颅脑轮廓向上偏离严重,所以需要进行调整,需要将扫描部位拉近磁体中心区
S203、控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动。
而当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离在预设的阈值范围内时,即d在a与b之间时,那么无需进行调整,可直接显示重建的定位像,然后在定位像上对扫描束进行调整修改即可,如图4所示,该图中的颅脑轮廓的位置适中,无需进行调整。
控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,在定位像显示后,可选择相关扫描脉冲序列,在显示的定位像上对扫描束进行调整修改,得到二次扫描后重建的图像,这样既可实现自动的精确调整,得到定位准确的定位像。
基于上述方法,本发明还提供一种磁共振定位扫描的装置,如图5所示,包括设置在扫描室中的电控扫描床120、磁共振机110,设置在机房中的设备210,设置在操作室中的计算机310,其中,计算机310通过设备210与电控扫描床120及磁共振机110通信连接,其中的磁共振机用于对目标实施磁共振定位扫描并接收回波信号,电控扫描床用于目标的平躺及移动,计算机则用于控制电控扫描床及磁共振机进行工作。
如图6所示,所述计算机310包括:
控制模块311,用于当目标就位后,移动电控扫描床使扫描部位正对磁体中心区;
第一次重建模块312,用于启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像;
判断模块313,用于通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内;
第二次重建模块314,用于当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围内时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像;
所述控制模块311、第一次重建模块312、判断模块313及第二次重建模块314依次连接。
进一步,所述第二次重建模块包括:
第一计算单元,用于当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离大于预设的阈值范围的上限时,调整距离为:
Figure 321722DEST_PATH_IMAGE001
,调整方向为向上,Bd为调整距离,d为扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离,a为阈值范围的下限,b为阈值范围的上限,y为每个像素间距离所代表的实际距离;
第二计算单元,用于当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离小于预设的阈值范围的下限时,调整距离为:
Figure 588755DEST_PATH_IMAGE002
,调整方向为向下;
控制单元,用于控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动。关于上述模块单元的技术细节在前面的方法中已有详述,故在此不再赘述。
进一步,所述电控扫描床由计算机通信控制。
进一步,所述磁共振定位扫描的装置还包括一头线圈,用于接收人体选定部位受激质子辐射的磁共振信号。
综上所述,本发明通过在磁共振定位扫描时,提取出第一次扫描时获取的定位像的轮廓信息,然后将轮廓边缘与边框的距离与阈值范围进行比较,确定是否进行二次扫描,当进行需要二次扫描时计算出调整距离,根据调整距离精确调整电控扫描床,本发明的扫描方法可实现自动精确调整并获取调整后的定位像,提高了扫描效率,无需多次调整,省时省力,具有较强的实用性。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁共振定位扫描的方法,其特征在于,其包括步骤:
A、当目标就位后,移动电控扫描床使扫描部位正对磁体中心区;
B、启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像;
C、通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内;
D、当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围内时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像。
2.根据权利要求1所述的磁共振定位扫描方法,其特征在于,所述步骤C中,所述扫描部位轮廓信息包括扫描部位的轮廓边缘最高点。
3.根据权利要求2所述的磁共振定位扫描方法,其特征在于,所述步骤C具体包括:
判断扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离是否在预设的阈值范围内。
4.根据权利要求3所述的磁共振定位扫描方法,其特征在于,所述步骤D具体包括:
D1、当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离大于预设的阈值范围的上限时,调整距离为:                                                ,调整方向为向上,Bd为调整距离,d为扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离,a为阈值范围的下限,b为阈值范围的上限,y为每个像素间距离所代表的实际距离;
D2、当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离小于预设的阈值范围的下限时,调整距离为:,调整方向为向下;
D3、控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动。
5.根据权利要求1所述的磁共振定位扫描方法,其特征在于,所述步骤D还包括:
当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离在预设的阈值范围内时,显示重建得到的矢状面定位像和冠状面定位像。
6.一种磁共振定位扫描的装置,包括电控扫描床、磁共振机、与电控扫描床及磁共振机通信连接的计算机,其特征在于,所述计算机包括:
控制模块,用于当目标就位后,移动电控扫描床使扫描部位正对磁体中心区;
第一次重建模块,用于启动磁共振定位扫描,获取回波信号,并将回波信号进行重建得到扫描部位的矢状面定位像和冠状面定位像;
判断模块,用于通过图像分割识别算法提取矢状面定位像和冠状面定位像的扫描部位轮廓信息,判断扫描部位的轮廓边缘与边框的距离是否在预设的阈值范围内;
第二次重建模块,用于当扫描部位的轮廓边缘与边框的距离不在预设的阈值范围内时,自动计算出调整距离及调整方向,控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动,重新启动磁共振定位扫描,显示重新启动磁共振定位扫描后重建的矢状面定位像和冠状面定位像;
所述控制模块、第一次重建模块、判断模块及第二次重建模块依次连接。
7.根据权利要求6所述的磁共振定位扫描的装置,其特征在于,所述第二次重建模块包括:
第一计算单元,用于当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离大于预设的阈值范围的上限时,调整距离为:
Figure 759243DEST_PATH_IMAGE001
,调整方向为向上,Bd为调整距离,d为扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离,a为阈值范围的下限,b为阈值范围的上限,y为每个像素间距离所代表的实际距离;
第二计算单元,用于当扫描部位的轮廓边缘最高点与上边框的距离小于预设的阈值范围的下限时,调整距离为:
Figure 676384DEST_PATH_IMAGE002
,调整方向为向下;
控制单元,用于控制电控扫描床按照计算出的调整距离及调整方向移动。
8.根据权利要求6所述的磁共振定位扫描的装置,其特征在于,所述电控扫描床由计算机通信控制。
9.根据权利要求6所述的磁共振定位扫描的装置,其特征在于,所述磁共振定位扫描的装置还包括一头线圈,用于接收人体选定部位受激质子辐射的磁共振信号。
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