CN106908747B - 化学位移编码成像方法及装置 - Google Patents

化学位移编码成像方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106908747B
CN106908747B CN201510981487.0A CN201510981487A CN106908747B CN 106908747 B CN106908747 B CN 106908747B CN 201510981487 A CN201510981487 A CN 201510981487A CN 106908747 B CN106908747 B CN 106908747B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
estimated
phase factor
value
seed point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510981487.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106908747A (zh
Inventor
郑海荣
刘新
程传力
邹超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority to CN201510981487.0A priority Critical patent/CN106908747B/zh
Publication of CN106908747A publication Critical patent/CN106908747A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106908747B publication Critical patent/CN106908747B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4828—Resolving the MR signals of different chemical species, e.g. water-fat imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
    • G01R33/485—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy based on chemical shift information [CSI] or spectroscopic imaging, e.g. to acquire the spatial distributions of metabolites

Abstract

本发明适用于磁共振成像技术领域，尤其涉及化学位移编码成像方法及装置。该方法包括：确定第一图像中每个像素的幅值以及相位因子拟合误差谱；若像素的幅值大于第一参数值，且相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据该唯一的局部极小值确定种子点的相位因子值；若像素的幅值小于或等于第一参数值，或者相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值小于第二参数值，则将该像素标记为待估像素点；确定待估像素点的相位因子值，其与周围的种子点的相位因子值具有最大相似性；根据种子点和待估像素点的相位因子值得到第一图像对应的场图。本发明提高了对场图进行估计的准确度，从而提高了水脂分离效果。

Description

化学位移编码成像方法及装置
技术领域
本发明属于磁共振成像技术领域，尤其涉及化学位移编码成像方法及装置。
背景技术
磁共振化学位移编码成像是一种基于组织中各成分之间化学位移差异的成像方法，通过在不同的回波时间采集信号，并拟合混合信号模型得到。临床上最常用的化学位移编码成像是水脂分离成像，它主要用于脂肪抑制和脂肪定量等应用中。主磁场B0均匀时，B0场图连续缓慢变化。目前，多回波化学位移编码成像面临的最大挑战是B0场图突变或信噪比低造成的局部分离错误，因此，该技术对水脂分离成像的分离效果取决于其对B0场图进行估计的准确度。
多回波化学位移编码成像假设组织信号由多种不同成分被同时激发得到，并已知各成分相对于水的化学位移，然后拟合信号与各成分、B0场图和TE(echo time，回波时间)之间的数学模型。实际应用最多的化学位移编码成像是水脂分离成像，即通过多回波信号分离水和脂肪两种成分。
1984年，Dixon最早提出了两点水脂分离技术，该技术假设B0场图分布均匀，选取两个特定的TE分别采集水和脂肪质子相位同向和反向的图像，通过简单的加减运算得到水图和脂肪图。
为了解决B0场图不均匀造成的影响，2004年，Ma JF在上述采集图像的基础上提出了一种基于局部增长算法的水脂分离技术，该技术首先确定每一个像素的两个候选相位因子，其中，相位因子是一个复数，模值为1，其角度表征在时间ΔTE＝TE1-TE2内由B0场图造成的累积相位；然后选取一个幅值足够大的像素点作为种子点，以其中一个候选相位因子作为其场图，计算四邻域内待估像素点和该种子点之间的相位因子角度差，该角度差的限定范围是0～90°，如超过90°，则取其补角；根据角度差的大小将待估像素点放置于一个九宫格中，每一个九宫格代表10个角度差，该九宫格用于确定局部增长的路径，具有最小相位因子角度差的待估像素点具有最高的优先级，其场图值优先被确定；根据该待估像素点的候选相位矢量与邻域范围内所有种子点的场图值加和的差值来确定该待估像素点的场图值；重复上述过程，直至所有的待估像素点都完成场图值的估计。
2010年，Berglund等改进上述局部增长算法，提出了基于多种子点局部增长算法的三点水脂分离技术。该技术首先计算得到每一个像素的两个候选场图值，并以候选场图值表示像素中的水脂比例；然后选取幅值大且水/脂含量接近于1的所有像素点为种子点，选取相应的候选场图值为种子点的场图值，计算种子点邻域内所有待估像素点和相应种子点之间的场图相似性，并以此确定局部增长的路径，场图相似性高的待估像素点具有更高的优先级，其场图值即为使得场图相似性达到最高的候选场图值；重复上述过程直至所有待估像素点都完成场图的估计。
前述的水脂分离成像技术均存在缺陷。在Ma JF提出的基于局部增长算法的水脂分离技术中，局部增长算法随机选取一个种子点，而其他孤立的组织将不能得到正确的场图值；该方法只能得到分离的纯水和纯脂肪图像，需要加入额外的信息才能识别出二者中的纯水图和纯脂肪图。在Berglund等人提出的三点水脂分离技术中，虽然极大的克服了MaJF提出的基于局部增长算法的缺点，但是低信噪比的区域会导致错误的局部增长路径。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种化学位移编码成像方法及装置，以解决现有技术对场图进行估计的准确度较低，导致水脂分离效果较差的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种化学位移编码成像方法，包括：
确定第一图像中每个像素的幅值，并生成每个像素对应的相位因子拟合误差谱；
若任意一个像素的幅值大于第一参数值，且该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据所述唯一的局部极小值确定所述种子点的相位因子值；
若任意一个像素的幅值小于或等于所述第一参数值，或者该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值使得拟合误差小于所述第二参数值，则将该像素标记为待估像素点；
根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的相位因子值，所述待估像素点的相位因子值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性；
根据所述种子点和所述待估像素点的相位因子值得到所述第一图像对应的场图。
第二方面，本发明实施例提供了一种化学位移编码成像装置，包括：
幅值与相位因子拟合误差谱确定单元，用于确定第一图像中每个像素的幅值，并生成每个像素对应的相位因子拟合误差谱；
种子点选取单元，用于若任意一个像素的幅值大于第一参数值，且该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据所述唯一的局部极小值确定所述种子点的相位因子值；
待估像素点确定单元，用于若任意一个像素的幅值小于或等于所述第一参数值，或者该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值使得拟合误差小于所述第二参数值，则将该像素标记为待估像素点；
待估像素点相位因子值确定单元，用于根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的相位因子值，所述待估像素点的相位因子值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性；
场图生成单元，用于根据所述种子点和所述待估像素点的相位因子值得到所述第一图像对应的场图。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例根据第一图像中每个像素的幅值和相位因子拟合误差谱，将像素确定为种子点或者待估像素点，根据唯一的局部极小值确定种子点的相位因子值，根据最安全路径局部增长方法确定待估像素点的相位因子值，再根据种子点和待估像素点的相位因子值得到第一图像对应的场图，由此提高了对场图进行估计的准确度，从而提高了水脂分离效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的化学位移编码成像方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的化学位移编码成像方法中相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值的示意图；
图3a是脚踝的种子点场图示意图；
图3b是脚踝的场图示意图；
图3c是脚踝的分离脂肪图示意图；
图3d是脚踝的分离水图示意图；
图4a是腹部的种子点场图示意图；
图4b是腹部的场图示意图；
图4c是腹部的分离脂肪图示意图；
图4d是腹部的分离水图示意图；
图5是本发明实施例提供的化学位移编码成像装置的结构框图。
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。
图1示出了本发明实施例提供的化学位移编码成像方法的实现流程图，详述如下：
在步骤S101中，确定第一图像中每个像素的幅值，并生成每个像素对应的相位因子拟合误差谱。
为了便于说明，在本发明实施例中以水脂分离成像为例来说明多回波化学位移编码成像。含有水和脂肪两种成分的多回波水脂分离简化MR(MagneticResonance，磁共振)信号模型为n＝1,2,...N,N≥3。其中，Sn是在回波时间TEn下的信号强度，N为回波个数；ρw是水的强度值，ρf是脂肪的强度值，ρw和ρf均为复数；脂肪含有P个波峰分量，每个波峰分量对应的相对幅度是αp，满足fF,p为相应的化学位移，其值已知；fB表征B0局部场，为了避免相位解卷绕，我们引入相位因子(phase factor，phasor)pB，其中ΔTE＝TE2-TE1；ΦB是pB的相位，范围是[-π，π]，代表了ΔTE时间内由于fB造成的相位累积。由可知，pB是关于fB的周期函数，具有相同pB的不同fB在水脂图像重建过程中可得相同的结果，因此在本发明实施例中，没有估计实际的B0局部场fB，只估计得到相位因子pB，其同样表征了B0场的不均匀性，亦可称之为场图。
由可知，相位因子pB可通过估计[-π，π]内的ΦB得到。根据变量投影方法(variable projection，VARPRO)，ΦB可使用最小二乘法解得：ΦB＝argminerr(ΦB)＝argmin||(I-AA+)ψ(ΦB)S||，其中，S＝[S1,S2，…，SN]T，A＝[A1；A2；…；AN]，A+＝(ATA)-1AT，I是N×N矩阵。err(ΦB)描述了ΦB和拟合误差之间的关系，本发明实施例称之为相位因子拟合误差(phasor-error)谱，定义为不同相位因子值即ΦB值对应的模型拟合误差，其局部极小值表征了该像素对应的相位因子值，对于大多数的像素，其局部极小值不只一个。
在步骤S102中，若任意一个像素的幅值大于第一参数值，且该像素对应的相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据该唯一的局部极小值确定种子点的相位因子值。
图2示出了本发明实施例提供的化学位移编码成像方法中相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值的示意图。图2中的曲线表示拟合误差曲线，点画线表示第二参数值。在本发明实施例中，若任意一个像素的幅值m大于第一参数值th，且该像素对应的相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点。若像素的幅值m大于第一参数值th，则表明该像素具有足够的信噪比。像素的幅值m可由多种计算方式得到，例如，m＝max{abs(S1),abs(S2),…,abs(SN)}或m＝abs(S1)+abs(S2)+abs(SN)。第一参数值th可以取所有像素幅值的第98个百分位值的0.2倍。第二参数值根据该像素对应的相位因子拟合误差谱的最大值Amax、最小值Amin和第二预设值α确定，第二参数值等于Amin+α×(Amax-Amin)，其中，第二预设值α可取0.4。在本发明实施例中，第一参数值th和第二预设值α的选取既要排除信噪比低和具有多个局部极小值的像素，又要保证得到足够多的种子点。若任意一个像素对应的相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并将该唯一的局部极小值对应的相位因子值确定为该种子点的相位因子值。
在步骤S103中，若任意一个像素的幅值小于或等于第一参数值，或者该像素对应的相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为待估像素点。
在本发明实施例中，若任意一个像素的幅值m小于或等于第一参数值th，或者该像素对应的相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为待估像素点。待估像素点具有多个使得拟合误差小于第二参数值的局部极小值，根据多个局部极小值可分别确定该待估像素点的多个相位因子候选值。
在步骤S104中，根据待估像素点的多个局部极小值确定待估像素点的相位因子值，待估像素点的相位因子值与待估像素点周围的种子点的相位因子值具有最大相似性。
优选地，根据待估像素点的多个局部极小值确定待估像素点的相位因子值，待估像素点的相位因子值与待估像素点周围的种子点的相位因子值具有最大相似性包括：当待估像素点满足第一预设条件时，根据待估像素点的多个局部极小值确定待估像素点的多个相位因子候选值，从待估像素点的多个相位因子候选值中选取一个相位因子候选值作为待估像素点的相位因子值，该选取的相位因子候选值与待估像素点周围的种子点的相位因子值具有最大相似性；当待估像素点不满足第一预设条件时，将待估像素点周围的种子点的相位因子值的平均值作为待估像素点的相位因子值。
优选地，当待估像素点满足第一预设条件时，根据待估像素点的多个局部极小值确定待估像素点的多个相位因子候选值，从待估像素点的多个相位因子候选值中选取一个相位因子候选值作为待估像素点的相位因子值，该选取的相位因子候选值与待估像素点周围的种子点的相位因子值具有最大相似性包括：从所有待估像素点中选取幅值大于第三参数值的待估像素点，得到第一待估像素点集合；根据第一待估像素点集合中的每个待估像素点周围的种子点两两之间的相位因子值的相位差以及周围的种子点的个数对第一待估像素点集合进行筛选，得到第二待估像素点集合；对于第二待估像素点集合中的每个待估像素点，分别计算待估像素点与周围的种子点之间的最大相似性；若最大相似性大于第一预设值，则将待估像素点添加为种子点，并将计算得到最大相似性的相位因子候选值作为该种子点的相位因子值。
在本发明实施例中，在种子点的基础上，采用局部增长方法完成待估像素点的相位因子估计，其基本原则是从待估像素点的相位因子候选值中选取与周围种子点的相位因子值具有最大相似性的相位因子候选值作为待估像素点的相位因子值：pB＝argmax{D1,D2,...,DS}，其中Ds表示相位因子相似性，定义为其中，K是待估像素点四邻域或八邻域内的种子点个数，mk是其中第k个种子点的幅值，相应的相位因子值是pB,k，pB,s是待估像素点的一个相位因子候选值。conj()表示取复共轭，angle()表示取角度。
作为本发明的一个实施例，通过以下步骤来确定待估像素点的相位因子值：第一步，设定第三参数值thm，从所有待估像素点中选取幅值大于第三参数值thm的待估像素点，得到第一待估像素点集合U；第二步，对于第一待估像素点集合U中的每个待估像素点，计算该待估像素点周围的种子点两两之间的相位因子值的相位差，若最大相位差小于第三预设值thp，则保留该待估像素点，若最大相位差大于或等于第三预设值thp，则剔除该待估像素点，根据保留的待估像素点得到待估像素点集合V；第三步，将待估像素点集合V中的所有待估像素点按照周围种子点的个数K进行降序排序，从降序排序的所有待估像素点中选取前Q个待估像素点，得到第二待估像素点集合L；第四步，对于第二待估像素点集合L中的每个待估像素点，分别计算待估像素点与周围的种子点之间的最大相似性，若最大相似性大于第一预设值thD，则将待估像素点添加为种子点，并将相应的相位因子候选值作为该种子点的相位因子值，若最大相似性小于或等于第一预设值thD，则该待估像素点仍为待估像素点；第五步，重复第一步至第四步，直至K＝0；第六步，减小第三参数值thm；第七步，重复第一步至第六步，直至第三参数值thm＝0。其中，第三参数值thm的选取方法可有多种，例如依据所有像素幅值的百分位值进行选取；第一预设值thD和第三预设值thp可以根据候选场图的光滑性确定，例如第一预设值thD选取0.9，第三预设值thp选取π/2；待估像素点周围种子点可定义为其四邻域或八邻域内的种子点；Q值可选取待估像素点集合V中待估像素点个数的1/4。需要说明的是，在本发明实施例中，若根据上述第一步至第七步能够确定出待估像素点的相位因子值，则判定该待估像素点满足第一预设条件；若根据上述第一步至第七步不能确定出待估像素点的相位因子值，则判定该待估像素点不满足第一预设条件。对于不满足第一预设条件的待估像素点，将待估像素点周围的种子点的相位因子值的平均值作为待估像素点的相位因子值。
本发明实施例采用最安全路径局部增长方法，根据待估像素点的幅值、周围种子点的个数、周围种子点间的相位因子值的相位差阈值thp和相位因子值相似性阈值thD来确定局部增长的路径，使得局部增长算法在低信噪比的区域也具有较高的鲁棒性。
在步骤S105中，根据种子点和待估像素点的相位因子值得到第一图像对应的场图。
优选地，在根据种子点和待估像素点的相位因子值得到第一图像对应的场图之后，该方法还包括：根据场图和满足第二预设条件的横向弛豫时间计算得到第一成分图和第二成分图。
例如，第一成分为水，第二成分为脂肪，第一成分图为水图，第二成分图为脂肪图。 横向弛豫时间T2*的存在将严重影响水和脂肪图像的重建精度，需对其进行校正。一般认为 T2*的校正与场图的估计是不相关的，且T2*的估计不存在多极值现象，因此在完成场图的基 础上，全局搜索求得使下式达到最小值的T2*：其中在本发明实施例中，满足第二预设条件的横向弛豫 时间指的是使达到最小值的横向弛豫时间T2*。根据得到的场图和横向 弛豫时间T2*，利用计算得到水图和脂肪图，其中，W为计算得到的水图，F 为计算得到的脂肪图，W和F为复数。
应理解，在本发明实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例根据第一图像中每个像素的幅值和相位因子拟合误差谱，将像素确定为种子点或者待估像素点，根据唯一的局部极小值确定种子点的相位因子值，根据最安全路径局部增长方法确定待估像素点的相位因子值，再根据种子点和待估像素点的相位因子值得到第一图像对应的场图，由此提高了对场图进行估计的准确度，从而提高了水脂分离效果。
为了验证本发明实施例的可行性，利用在体组织实验分别进行了测试，对象为脚踝和腹部。脚踝的回波时间TE＝1.916/5.02/8.124/11.228ms，矩阵大小matrix＝250×175×5，B0＝1.5T；腹部的回波时间TE＝1.208/3.212/5.216/7.220/9.224/11.228ms，矩阵大小matrix＝256×256×5，B0＝1.5T。实验数据的处理环境是具有Intel E5-2650 v2CPU和64GB RAM的工作站，采用的数据处理软件是MATLAB。图3a示出了脚踝的种子点场图示意图，图3b示出了脚踝的场图示意图，图3c示出了脚踝的分离脂肪图示意图，图3d示出了脚踝的分离水图示意图。图4a示出了腹部的种子点场图示意图，图4b示出了腹部的场图示意图，图4c示出了腹部的分离脂肪图示意图，图4d示出了腹部的分离水图示意图。
图5示出了本发明实施例提供的化学位移编码成像装置的结构框图，该装置可以用于运行图1所示的化学位移编码成像方法。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
参照图5，该装置包括：
幅值与相位因子拟合误差谱确定单元51，用于确定第一图像中每个像素的幅值，并生成每个像素对应的相位因子拟合误差谱；
种子点选取单元52，用于若任意一个像素的幅值大于第一参数值，且该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据所述唯一的局部极小值确定所述种子点的相位因子值；
待估像素点确定单元53，用于若任意一个像素的幅值小于或等于所述第一参数值，或者该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值使得拟合误差小于所述第二参数值，则将该像素标记为待估像素点；
待估像素点相位因子值确定单元54，用于根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的相位因子值，所述待估像素点的相位因子值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性；
场图生成单元55，用于根据所述种子点和所述待估像素点的相位因子值得到所述第一图像对应的场图。
优选地，所述待估像素点相位因子值确定单元54包括：
第一待估像素点相位因子值确定子单元541，用于当所述待估像素点满足第一预设条件时，根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的多个相位因子候选值，从所述待估像素点的多个相位因子候选值中选取一个相位因子候选值作为所述待估像素点的相位因子值，该选取的相位因子候选值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性。
优选地，所述第一待估像素点相位因子值确定子单元541具体用于：
从所有所述待估像素点中选取幅值大于第三参数值的所述待估像素点，得到第一待估像素点集合；
根据所述第一待估像素点集合中的每个所述待估像素点周围的所述种子点两两之间的相位因子值的相位差以及周围的所述种子点的个数对所述第一待估像素点集合进行筛选，得到第二待估像素点集合；
对于所述第二待估像素点集合中的每个所述待估像素点，分别计算所述待估像素点与周围的所述种子点之间的最大相似性；
若所述最大相似性大于第一预设值，则将所述待估像素点添加为所述种子点，并将计算得到最大相似性的相位因子候选值作为该所述种子点的相位因子值。
优选地，所述待估像素点相位因子值确定单元54包括：
第二待估像素点相位因子值确定子单元542，用于当所述待估像素点不满足第一预设条件时，将所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值的平均值作为所述待估像素点的相位因子值。
优选地，所述装置还包括：
成分图计算单元56，用于根据所述场图和满足第二预设条件的横向弛豫时间计算得到第一成分图和第二成分图。
本发明实施例根据第一图像中每个像素的幅值和相位因子拟合误差谱，将像素确定为种子点或者待估像素点，根据唯一的局部极小值确定种子点的相位因子值，根据最安全路径局部增长方法确定待估像素点的相位因子值，再根据种子点和待估像素点的相位因子值得到第一图像对应的场图，由此提高了对场图进行估计的准确度，从而提高了水脂分离效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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，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。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种化学位移编码成像方法，其特征在于，包括：
确定第一图像中每个像素的幅值，并生成每个像素对应的相位因子拟合误差谱，其中，所述相位因子拟合误差谱为不同相位因子值对应的模型拟合误差；
若任意一个像素的幅值大于第一参数值，且该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据所述唯一的局部极小值确定所述种子点的相位因子值；
若任意一个像素的幅值小于或等于所述第一参数值，或者该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值使得拟合误差小于所述第二参数值，则将该像素标记为待估像素点；
根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的相位因子值，所述待估像素点的相位因子值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性；
根据所述种子点和所述待估像素点的相位因子值得到所述第一图像对应的场图。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的相位因子值，所述待估像素点的相位因子值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性包括：
当所述待估像素点满足第一预设条件时，根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的多个相位因子候选值，从所述待估像素点的多个相位因子候选值中选取一个相位因子候选值作为所述待估像素点的相位因子值，该选取的相位因子候选值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当所述待估像素点满足第一预设条件时，根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的多个相位因子候选值，从所述待估像素点的多个相位因子候选值中选取一个相位因子候选值作为所述待估像素点的相位因子值，该选取的相位因子候选值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性包括：
从所有所述待估像素点中选取幅值大于第三参数值的所述待估像素点，得到第一待估像素点集合；
根据所述第一待估像素点集合中的每个所述待估像素点周围的所述种子点两两之间的相位因子值的相位差以及周围的所述种子点的个数对所述第一待估像素点集合进行筛选，得到第二待估像素点集合；
对于所述第二待估像素点集合中的每个所述待估像素点，分别计算所述待估像素点与周围的所述种子点之间的最大相似性；
若所述最大相似性大于第一预设值，则将所述待估像素点添加为所述种子点，并将计算得到最大相似性的相位因子候选值作为所述种子点的相位因子值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的相位因子值，所述待估像素点的相位因子值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性包括：
当所述待估像素点不满足第一预设条件时，将所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值的平均值作为所述待估像素点的相位因子值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述种子点和所述待估像素点的相位因子值得到所述第一图像对应的场图之后，所述方法还包括：
根据所述场图和满足第二预设条件的横向弛豫时间计算得到第一成分图和第二成分图。
6.一种化学位移编码成像装置，其特征在于，包括：
幅值与相位因子拟合误差谱确定单元，用于确定第一图像中每个像素的幅值，并生成每个像素对应的相位因子拟合误差谱，其中，所述相位因子拟合误差谱为不同相位因子值对应的模型拟合误差；
种子点选取单元，用于若任意一个像素的幅值大于第一参数值，且该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值使得拟合误差小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据所述唯一的局部极小值确定所述种子点的相位因子值；
待估像素点确定单元，用于若任意一个像素的幅值小于或等于所述第一参数值，或者该像素对应的所述相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值使得拟合误差小于所述第二参数值，则将该像素标记为待估像素点；
待估像素点相位因子值确定单元，用于根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的相位因子值，所述待估像素点的相位因子值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性；
场图生成单元，用于根据所述种子点和所述待估像素点的相位因子值得到所述第一图像对应的场图。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述待估像素点相位因子值确定单元包括：
第一待估像素点相位因子值确定子单元，用于当所述待估像素点满足第一预设条件时，根据所述待估像素点的多个局部极小值确定所述待估像素点的多个相位因子候选值，从所述待估像素点的多个相位因子候选值中选取一个相位因子候选值作为所述待估像素点的相位因子值，该选取的相位因子候选值与所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值具有最大相似性。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一待估像素点相位因子值确定子单元具体用于：
从所有所述待估像素点中选取幅值大于第三参数值的所述待估像素点，得到第一待估像素点集合；
根据所述第一待估像素点集合中的每个所述待估像素点周围的所述种子点两两之间的相位因子值的相位差以及周围的所述种子点的个数对所述第一待估像素点集合进行筛选，得到第二待估像素点集合；
对于所述第二待估像素点集合中的每个所述待估像素点，分别计算所述待估像素点与周围的所述种子点之间的最大相似性；
若所述最大相似性大于第一预设值，则将所述待估像素点添加为所述种子点，并将计算得到最大相似性的相位因子候选值作为所述种子点的相位因子值。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述待估像素点相位因子值确定单元包括：
第二待估像素点相位因子值确定子单元，用于当所述待估像素点不满足第一预设条件时，将所述待估像素点周围的所述种子点的相位因子值的平均值作为所述待估像素点的相位因子值。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
成分图计算单元，用于根据所述场图和满足第二预设条件的横向弛豫时间计算得到第一成分图和第二成分图。
CN201510981487.0A 2015-12-23 2015-12-23 化学位移编码成像方法及装置 Active CN106908747B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510981487.0A CN106908747B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 化学位移编码成像方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510981487.0A CN106908747B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 化学位移编码成像方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106908747A CN106908747A (zh) 2017-06-30
CN106908747B true CN106908747B (zh) 2019-05-07

Family

ID=59200416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510981487.0A Active CN106908747B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 化学位移编码成像方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106908747B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017113233A1 (zh) * 2015-12-30 2017-07-06 中国科学院深圳先进技术研究院 一种磁共振化学位移编码成像方法、装置及设备
WO2020133527A1 (zh) * 2018-12-29 2020-07-02 深圳先进技术研究院 基于磁共振图像的水脂分离方法、装置、设备及存储介质
CN109767433B (zh) * 2018-12-29 2022-12-13 深圳先进技术研究院 基于磁共振图像的水脂分离方法、装置、设备及存储介质
CN110742589B (zh) * 2019-11-05 2023-09-22 广州互云医院管理有限公司 一种脂肪参考磁共振温度成像方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8379957B2 (en) * 2006-01-12 2013-02-19 Siemens Corporation System and method for segmentation of anatomical structures in MRI volumes using graph cuts
CN103632367A (zh) * 2013-11-27 2014-03-12 中国科学技术大学 一种基于多组织区域拟合的mri线圈灵敏度估计方法
EP3210541A1 (en) * 2014-10-21 2017-08-30 Wuxi Hisky Medical Technologies Co. Ltd. Method and device for selecting detection area, and elasticity detection system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8379957B2 (en) * 2006-01-12 2013-02-19 Siemens Corporation System and method for segmentation of anatomical structures in MRI volumes using graph cuts
CN103632367A (zh) * 2013-11-27 2014-03-12 中国科学技术大学 一种基于多组织区域拟合的mri线圈灵敏度估计方法
EP3210541A1 (en) * 2014-10-21 2017-08-30 Wuxi Hisky Medical Technologies Co. Ltd. Method and device for selecting detection area, and elasticity detection system

Also Published As

Publication number Publication date
CN106908747A (zh) 2017-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106908747B (zh) 化学位移编码成像方法及装置
CN106682636B (zh) 血管提取方法及其系统
CN101331517B (zh) 利用可变形格网的帮助图像后处理的方法
CN106485704B (zh) 血管中心线的提取方法
CN107492097A (zh) 一种识别mri图像感兴趣区域的方法及装置
CN106037931A (zh) 改进的经导管主动脉瓣植入规划的方法和系统
CN105096310B (zh) 利用多通道特征在磁共振图像中分割肝脏的方法和系统
CN106233332A (zh) 瘠瘦组织体积量化
EP2549929B1 (en) Systems and methods for improved tractographic processing
US7349729B2 (en) Magnetic resonance imaging of different chemical species in a system having magnetic field heterogeneities
CN104545914A (zh) 水脂分离成像方法和系统
CN105844626B (zh) 一种基于缠绕识别和局部曲面拟合磁共振相位解缠绕方法
CN107481224A (zh) 基于线粒体结构的图像配准方法及装置、存储介质及设备
CN108269272B (zh) 肝部ct配准方法和系统
CN109740602A (zh) 肺动脉期血管提取方法及系统
WO2004095052A1 (en) Fibre tracking magnetic resonance imaging
WO2014121058A1 (en) Systems and methods for objective tractographic processing using features of grid structures of the brain
US8315451B2 (en) Method for segmentation of an MRI image of a tissue in presence of partial volume effects and computer program implementing the method
Mohebbian et al. Classifying MRI motion severity using a stacked ensemble approach
CN107205684B (zh) 一种磁共振化学位移编码成像方法、装置及设备
CN109410181A (zh) 一种心脏图像分割方法及装置
CN105796102B (zh) 实现水脂分离的方法和系统
CN108697366B (zh) 一种磁共振化学位移编码成像方法、装置及设备
CN108961292A (zh) 一种在脑部医学图像中检测msp的方法和装置
KR20170012484A (ko) 미세 구조 데이터 분석을 위해 움직임이 보정되는 프리즘 수집을 사용하는 mri 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230314

Address after: No. 2258, Chengbei Road, Jiading District, Shanghai, 201800

Patentee after: Shanghai Lianying Medical Technology Co.,Ltd.

Address before: 518000 No. 1068, Xue Yuan Avenue, Xili University Town, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong

Patentee before: SHENZHEN INSTITUTES OF ADVANCED TECHNOLOGY CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

TR01 Transfer of patent right