CN107037386B - 一种平面回波成像方法以及系统 - Google Patents
一种平面回波成像方法以及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种平面回波成像方法,包括:获取被扫描部位的多个平面回波成像数据,并获取若干个未经过相位编码的参考回波信号;建立参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,以及建立与拟合模型的参数组相关的霍夫空间;根据参考回波信号的实际相位偏差以及读出方向位置,在霍夫空间中确定最优参数组;基于拟合模型及最优参数组对平面回波成像数据进行校正;对校正后的平面回波成像数据进行重建,获得被扫描部位的磁共振图像。本发明的平面回波成像方法可对成像信号的相位进行精确校正。此外,本发明还提出一种平面回波成像系统。
Description
【技术领域】
本发明涉及磁共振成像领域,尤其涉及一种平面回波成像方法以及系统。
【背景技术】
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)可以对人体各部位多角度、多平面成像,具有高组织分辨率、空间分辨率、无放射损伤等有点,在医学上具有重要意义。平面回波成像(Echo Planar Imaging,EPI)是目前MRI较快速的成像技术之一,其在回波链中使用了正负两种频率编码梯度采集数据,编码速度快速提高,利用单次激发的EPI序列在数十毫秒内即可完成一幅图像采集。然而,在MR成像时,相位信息不可避免地受到噪声、涡流、运动、温度、静磁场的不均匀问题和漂移现象以及不同成分造成的化学位移等多种因素的干扰,从而使相位信息失真。尤其在EPI成像中,由于不准确的采集时序、主磁场的不均匀性、开关梯度场产生的涡流效应以及被检对应的运动,导致采集的奇、偶回拨之间出现相位移动,经傅里叶变换后,重建的回波平面图像在相位编码方向存在奈奎斯特鬼影(NyquistGhost)也称为N/2鬼影。其特点主要是:在相位编码方向移动1/2视场(FOV)的位置上出现与图像原始内容相同的鬼影,超出FOV的伪影也会卷折进图像;当采用并行采集技术时,鬼影数目和出现位置也会相应增加,从而严重影响磁共振图像的质量以及对病灶区域的准确检测。
根据伪影产生的机理,抑制伪影的方法大致分为两类。第一类方法集中在限制采集时间或者限制成像对象的运动上,然而此类方法对成像设备要求很高,同时需要患者的密切合作,在实际操作中效果并不理想。第二类方法使用数据后处理技术消除伪影,主要为通过多次参考扫描来预先计算相位偏差[1]。相位偏差的计算一般采用线性拟合和非线性拟合的方式进行。在相位偏差不稳定的情况下,线性拟合的相位校正结果容易受到多种因素的影响。非线性拟合可获取多阶项相位校正参数,现有技术中大多采用逐项获取的方法[2,3],如先获取相位校正参数的一阶项,再以此为基础获取相位校正参数的零阶项。然而,采用上述逐项估计方法获得的相位校正结果可靠性较差,一阶项的微小偏差可导致零阶项的估计出现较大偏差,进而导致相位校正不准确。鉴于此,有必要对现有平面回波成像中相位校正方法进行改进。
[1].Bruder H,Fischer H,Reinfelder H E,et al.Image reconstruction forecho planar imaging with nonequidistant k-space sampling[J].Magneticresonance in medicine,1992,23(2):311-323.
[2].Ahn C B,Cho Z H.A new phase correction method in NMR imagingbased on autocorrelation and histogram analysis[J].IEEE transactions onmedical imaging,1987,6(1):32-36.
[3].Buonocore M H,Gao L.Ghost artifact reduction for echo planarimaging using image phase correction[J].Magnetic resonance in medicine,1997,38(1):89-100.
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提出一种稳定、可靠的用于平面回波成像的相位校正方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种平面回波成像方法,包括:
获取被扫描部位的多个平面回波成像数据,并获取若干个未经过相位编码的参考回波信号;
建立所述参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,以及建立与所述拟合模型的参数组相关的霍夫空间;
根据所述参考回波信号的实际相位偏差以及读出方向位置,在霍夫空间中确定最优参数组;
基于所述拟合模型及最优参数组,对所述平面回波成像数据进行校正;
对校正后的平面回波成像数据进行重建,获得被扫描部位的磁共振图像。
可选地,所述最优参数组的获取包括:
获取所述参考回波信号的实际相位偏差;
在所述霍夫空间分别确定各空间位置处与拟合模型对应的参数组,并根据所述参数组获取所述参考回波信号在读出方向位置的拟合相位偏差;
计算所述实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度;
根据所述相似度在所述霍夫空间确定最优参数组。
可选地,所述相似度为所述实际相位偏差与拟合相位偏差的残差或隶属度,根据所述相似度在所述参数组确定所述最优参数组包括:
在霍夫空间中对所述隶属度沿读出方向进行累计,令所述隶属度累计最大的空间位置所对应的参数组为所述最优参数组;或,
在霍夫空间中沿读出方向累计实际相位偏差与拟合相位偏差之间的残差,令所述残差累计最小的空间位置所对应的参数组为所述最优参数组。
可选地,所述参考回波信号至少包含三个参考回波信号,且所述三个参考回波信号分别为偶信号、奇信号以及偶信号,所述参考回波信号的实际相位偏差为所述参考回波奇、偶信号的实际相位偏差。
可选地,分别对所述奇信号、偶信号进行傅里叶变换,计算根据不同梯度编码所采集的参考回波的实际相位偏差。
可选地,所述参考回波信号至少包含四个参考回波信号,所述参考回波信号的实际相位偏差为根据同一梯度编码所采集的奇信号或偶信号的实际相位偏差,且根据同一梯度编码所采集的参考回波信号分别用来校正奇数或偶数回波的平面回波成像数据。
可选地,所述拟合模型包括一阶或多阶拟合函数,所述一阶或多阶拟合函数至少包含两个用于相位偏差拟合的参数,且所述霍夫空间的维度与所述用于相位偏差拟合的参数数量相同。
可选地,所述霍夫空间具有设定步长,且所述设定步长按如下方式设置:
在所述霍夫空间内采用第一设定步长以确定包含所述最优参数组的第一局部霍夫空间;
在所述第一局部霍夫空间内采用第二步长以确定所述包含最优参数组的第二局部霍夫空间,所述第一步长大于所述第二步长。
根据本发明的另一方面,提出一种平面回波成像系统,包括:
数据获取装置,用于获取扫描部位的平面回波成像数据以及若干个未经过相位编码的参考回波信号,所述参考回波信号包括偶信号和奇信号;
数据处理装置,用于计算所述参考回波信号的实际相位偏差;
建立关于所述实际相位偏差一阶或多阶拟合的霍夫空间,并在所述霍夫空间确定对所述实际相位偏差进行一阶或多阶拟合的最优参数组;
根据所述最优参数组对所述平面回波成像数据进行校正;以及,
图像重建装置,对校正后的平面回波成像数据进行傅里叶变换,获取扫描部位的磁共振图像。
可选地,所述最优参数组通过如下过程获得:
获取所述参考回波中奇、偶信号的实际相位偏差;
在所述霍夫空间分别确定各空间位置处与所述一阶或多阶拟合对应的参数组,并根据所述参数组获取所述奇、偶信号在读出方向位置的拟合相位偏差;
计算所述奇、偶信号的实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度;
根据所述相似度在所述参数组对应的霍夫空间的位置投票;
在所述霍夫空间确定投票数最高的位置,并令所述投票数最高位置所对应的霍夫空间的参数组为所述最优参数组。
与现有技术相比,本发明的优点在于:建立参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,对拟合模型进行霍夫变换,建立与拟合模型的参数组相关的霍夫空间,并在霍夫空间确定最优参数组,即同时获得拟合模型的拟合参数,避免不同阶参数对拟合精度的影响;将最优参数组代入拟合模型,确定用于相位校正的函数,采用该用于相位校正的函数对平面回波成像数据的相位校正更准确;霍夫空间的设定步长可调节,在范围空间内可采用较大步长,提高运算速度,在初步确定的较小范围空间内采用较小步长,提高运算精度。
【附图说明】
图1为本发明一实施例的平面回波成像系统结构示意图;
图2为本发明一实施例的EPI成像的K空间填充轨迹示意图;
图3为本发明一实施例的处理器结构示意图;
图4为本发明一实施例的处理单元结构示意图;
图5为本发明一实施例的平面回波成像方法流程图;
图6为本发明一实施例根据参考回波信号获取最优参数组的方法流程图;
图7为平面回波数据的相位偏差和相位偏移校正示意图;
图8a为本发明一实施例所用的线性函数拟合模型在频率编码方向的示意图;
图8b为如图8a所用的拟合模型在霍夫空间内的示意图;
图9为本发明一实施例获取的霍夫空间内的相似度结果示意图;
图10为本发明一实施例获取实际相位偏差与拟合相位偏差的相似度示意图;
图11为本发明一实施例采用参考回波信号的奇信号获取最优参数组的方法流程图;
图12a为本发明一实施例中在静磁场漂移情况下平面回波成像采集得到的水膜图像;
图12b为本发明一实施例中梯度延时情况下平面回波成像采集得到的水膜图像;
图13为本发明一实施例中采用本发明平面回波成像方法获得的水膜图像;
图14为本发明另一实施例中相位剧烈跳变情况下平面回波成像采集得到的脑部图像;
图15为本发明另一实施例中采用非线性校正模型校正平面回波成像序列获得的脑部图像。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
为解决上述技术问题,本发明提出一种平面回波成像系统,包括:数据获取装置、数据处理装置和图像重建装置。
数据获取装置,可获取扫描部位的平面回波成像数据以及若干个未经过相位编码的参考回波信号。在一些实施例中,数据获取装置可以是MR(磁共振)扫描设备或多模态PET-MR扫描设备,参考回波信号可包括偶信号和奇信号。
在一个实施例中,数据获取装置可包括预扫描单元和扫描单元,该数据获取装置可采用平面回波成像技术采集被扫描部位的磁共振信号,且预扫描单元采集若干个未经过相位编码的参考回波信号,扫描单元采集平面回波成像数据。在另一实施例中,扫描单元采用的平面回波成像序列可以是梯度回波EPI序列、自旋回波EPI序列或反转恢复EPI序列的任一种。
数据处理装置,可计算参考回波信号的实际相位偏差;建立关于所述实际相位偏差一阶或多阶拟合的霍夫(Hough)空间,并在霍夫空间确定对实际相位偏差进行一阶或多阶拟合的最优参数组;根据最优参数组对平面回波成像数据进行校正。可选地,数据处理装置可建立参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,该拟合模型为一阶或多阶拟合函数,其中拟合函数包含的参数数量确定,而参数数值未确定;建立与拟合模型的参数组相关的霍夫空间,该霍夫空间每一空间位置所对应的参数组可表示拟合函数的参数;根据参考回波信号的实际相位偏差以及读出方向位置,在霍夫空间中确定最优参数组。在一个实施例中,将霍夫空间每一空间位置所对应的参数组代入一阶或多阶拟合函数,可计算得到参考回波信号在读出方向位置的拟合相位偏差,与实际相位偏差最接近的拟合相位偏差所对应的参数组为最优参数组,将该最优参数组代入拟合模型可作为平面回波成像数据相位校正模型,根据该模型可对平面回波成像数据进行校正。
在一些实施例中,数据处理装置包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、专门应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、专用指令处理器(Application Specific Instruction Set Processor,ASIP)、物理处理器(Physics Processing Unit,PPU)、数字信号处理器(Digital Processing Processor,DSP)、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)、处理器、微处理器、控制器、微控制器等中的一种或几种的组合。
图像重建装置,对校正后的平面回波成像数据进行傅里叶变换,获取扫描部位的磁共振图像。在一些实施例中,图像重建装置可以是具有数据处理功能的处理器或可编程逻辑器件,并包含机器可读介质。该机器可读介质包括,但不限于,软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。在一个实施例中,图像重建装置可包含8或16块处理器,每一处理器均独立负责一路采集通道,可在每一处理器对校正后的平面回波成像数据进行傅里叶变换获取单个通道采集的图像,随后采用通道合并重建获得多通道采集的磁共振图像。在另一实施例中,图像重建装置根据校正的平面回波成像数据进行T1或T2加权成像。
需要说明的是,本发明的平面回波成像系统还包含控制装置,用于控制数据获取装置、数据处理装置以及图像重建装置的进程。数据获取装置、数据处理装置、控制装置以及图像重建装置可以通过局域网(local area network(LAN))、广域网(wide areanetwork(WAN))、公共交换电话网(public switched telephone network(PSTN))、虚拟网络(VN)、或者上述网络的任何组合直接连接,也可以彼此间接连接。
如图1所示为本发明一些实施例的平面回波成像系统结构示意图。该平面回波成像系统100可包括MR扫描设备110、控制器120、处理器130、图像重建装置140以及输入/输出设备150。
MR扫描设备110对应数据获取装置,可包括磁体模块、梯度模块、射频模块、谱仪以及其他辅助系统,其中,磁体模块用于产生主磁场,梯度模块主要包含梯度电流放大器(AMP)、梯度线圈;射频模块主要包括射频发射模块和射频接收模块;谱仪主要包括脉冲序列发生器、梯度波形发生器、发射机和接收机等。控制器120用于控制MR扫描设备110运行。
控制器120,对应控制装置可用于控制MR扫描设备110、处理器130、图像重建装置140以及输入/输出设备150。在一个实施例中,控制器120可控制MR扫描设备110产生未经过相位编码的参考回波信号以及成像数据(或信号),其大体过程为:控制器120存储和发送需要执行的扫描序列(scan sequence)的指令,扫描序列指令包括预扫描序列指令和成像序列指令;脉冲序列发生器根据扫描序列指令对梯度波形发生器和发射机进行控制,梯度波形发生器输出具有预定时序和波形的梯度脉冲信号,该信号经过Gx、Gy和Gz梯度电流放大器,再通过梯度模块中的三个独立通道Gx、Gy、Gz,每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈,产生用于生成相应空间编码信号的梯度场,以对磁共振信号进行空间定位;谱仪中的脉冲序列发生器还执行扫描序列,输出包括射频发射的射频脉冲的计时、强度、形状等数据以及射频接收的计时和数据采集窗口的长度到发射机,同时发射机将相应射频脉冲发送至射频模块中的体发射线圈产生B1场,在B1场作用下病人体内被激发的原子核发出的信号被射频模块中的接收线圈感知到,然后通过发送/接收开关传输到前置放大器,放大的磁共振信号经过解调、过滤、AD转换等数字化处理产生成像数据。与成像数据类似地,参考回波信号的形成在成像数据采集之前,与成像数据不同在于参考信号未经过相位编码。
在一个实施中,MR扫描设备110可包括预扫描单元和扫描单元,所用扫描序列为EPI序列,其在一次射频脉冲激发后,利用读出梯度场的连续正反向切换,每次切换产生一个梯度回波,因而将产生多个梯度回波组成的梯度回波链。由于EPI回波链是由读出梯度场的连续正反向切换产生的正、反向回波链,因此产生的信号在K空间内填充如图2所示:部分数据线沿kx(频率编码,RE)方向,又称为(频率)读出方向,部分数据线与kx方向相反,在读出方向上使用了双极性读出梯度,整个K空间的数据线沿ky(相位编码,PE)方向的排布交错迂回。这种K空间迂回填充轨迹需要相位编码梯度场与读出梯度场相互配合才能实现,相位编码梯度场在每个回波采集结束后施加,其持续时间的重点正好与读出梯度场切换过零点时重叠。
在另一个实施例中,MR扫描设备110的扫描单元可采集同相位编码(或梯度)对应的奇回波信号或偶回波信号。在又一个实施例中,MR扫描设备110的预扫描单元可采集未经过相位编码的参考回波信号,该参考回波信号可包括奇回波信号或偶回波信号。参考回波信号的采集可在平面回波成像数据采集前进行,也可同时采集参考回波信号与平面回波成像数据。
处理器130,可对应数据处理装置,可以处理来自MR扫描设备110、控制器120的信息。在一些实施例中,处理器130可以基于所述信息生成一个或多个磁共振图像。处理器130可以向输入/输出设备140发送图像。处理器130可以完成与数据处理相关的各类操作,例如,数据预处理,数据转化处理,数据清洗处理,数据拟合处理,数据权重处理等一种或多种的组合。
在一个实施例中,处理器130可接收来自MR扫描设备110采集的参考回波信号以及平面回波成像数据;根据参考回波信号获取校正参数,并根据所述校正参数对平面回波成像数据进行校正。
图像重建装置140可设定K空间的填充轨迹,并对经过校正的平面回波成像数据进行傅里叶变换,获取成像部位的磁共振图像。
输入/输出设备150可以接收、发送或显示信息。在一些实施例中,输入/输出设备150可以包括显示器、键盘、触控设备、鼠标、音频输入设备、图像输入设备、和远程控制设备等一个或多个。输入/输出设备150可以输入或输出包括程序、软件、算法、数据、文本、数字、图像、音频等一个或多个的组合。
在一些实施例中,用户可以输入一些原始参数或设置相应图像处理的初始化条件。在一些实施例中,一些输入信息可以来自于外部数据源(例如,软盘、硬盘、光盘、存储芯片、有线终端、无线终端等一个或多个的组合)。输入/输出设备150可以接收来自系统中其他子系统或设备的信息,或发送信息至系统中其他模块或单元。在一些实施例中,输入/输出设备150可以将信息发送至终端(例如,显示屏、打印机、存储设备、计算设备等一种或多种)。在一些实施例中,输入/输出设备150可以包括图形用户界面,以展示成像过程阶段性的信息,或图像处理结果(例如,经过相位校正的磁共振图像)。所述图形用户界面,可以对用户输入参数给予提示,也可以让用户参与数据处理过程(例如,启动或停止处理过程、选择或修改运算参数、选择或修改算法、修改程序、退出系统、系统维护、系统升级或系统更新等)。
在一些实施例中,MR扫描设备110、控制器120、处理器130、图像重建装置140和输入/输出设备150可以彼此直接连接,或者MR扫描设备110、控制器120、处理器130、图像重建装置140和输入/输出设备150可以通过一个或多个中间单元(未示出)间接连接,该中间单元可以是实体的,也可以是非实体的(例如,无线电波、光学的、音波的、电磁类等一种或多种的组合)。不同模块和单元之间可以通过无线和/或有线的方式连接。
根据本申请的一些实施例,如图3所示为本发明所用的处理器的结构示意图示意图。处理器130可以包括数据获取单元310、处理单元320和存储单元330。所示模块之间可以彼此直接(和/或间接)连接。
数据获取单元310可以获取数据,该获取的数据可以来自MR扫描设备110和/或控制器120。在一些实施例中,数据获取单元310可首先采集来自MR扫描设备110的多个参考回波信号,该多个参考回波信号未经过相位编码,可分别包含偶信号、奇信号以及偶信号;同时,数据获取单元310也可采集来自MR扫描设备110的平面回波成像数据,该平面回波成像数据对应平面成像回波序列,且可分别包含偶回波信号、奇回波信号以及偶回波信号。
存储单元330可以包括硬盘、软盘、随机存储器(random access memory(RAM))、动态随机存储器(dynamic random access memory(DRAM))、静态随机存储器(static randomaccess memory(SRAM))、磁泡存储器(bubble memory)、薄膜存储器(thin film memory)、磁镀线存储器(magnetic plated wire memory)、相变存储器(phase change memory)、闪速存储器(flash memory)、云盘(cloud disk)等一种或多种。存储单元330可以为数据提供临时存储,即为下一次的数据处理转存数据。存储单元330可以为数据提供长期存储,即存储最终的数据处理结果。存储单元330可以是固定式存储系统(例如,磁盘等),和/或移动式存储系统(例如,USB接口、火线端口等的接口,和/或磁盘驱动类的驱动等)等。
根据本申请的一些实施例,图4所示为处理单元320的一个示意图。处理模块320可以包括实际相位偏差获取子单元410、拟合相位偏差获取子单元420、相似度计算子单元430、相位校正模型获取子单元440和校正子单元450,各单元之间可以彼此直接(和/或间接)连接。
实际相位偏差获取子单元410可根据来自数据获取单元310或MR扫描设备110预扫描的参考回波信号获取实际相位偏差。在一个实施例中,实际相位偏差获取子单元410可根据偶信号、奇信号以及偶信号等三个参考回波信号,获取不同梯度采集的成像数据的实际相位偏差,即偶信号与奇信号的相位偏差以及奇信号和下一偶信号的相位偏差。在另一实施例中,实际相位偏差获取子单元410可根据分别包含两个奇信号和两个偶信号的四个参考回波信号,分别计算同一梯度采集的参考回波信号的实际相位偏差,即相邻偶信号的相位偏差以及相邻奇信号的实际相位偏差。
拟合相位偏差获取子单元420可根据理想的相位校正模型获取参考回波信号沿频率读出方向的拟合相位偏差。在一个实施例中,拟合相位偏差获取子单元420可建立参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,以及建立与拟合模型的参数组相关的霍夫空间,该拟合模型可以是一阶拟合、二阶拟合或多阶拟合,但其拟合的参数数值不确定;在霍夫空间可分别确定各空间位置处与拟合模型对应的参数组,各参数组分别可以表示一阶拟合或多阶拟合的参数,将该参数组代入拟合模型可获取参考回波信号在一个(频率)读出方向位置(或读出方向)的拟合相位偏差。在此具体实施例中,分别获取偶信号与奇信号的拟合相位偏差以及奇信号和下一偶信号的拟合相位偏差。在一个实施例中,拟合相位偏差获取子单元420可获取相邻偶信号的拟合相位偏差以及相邻奇信号的拟合相位偏差。需要说明的是,由于霍夫空间包含多个空间位置,该多个空间位置对应多个参数组,因此,对于一个读出方向位置可计算得到多个拟合相位偏差。
需要说明的是,霍夫空间可具有设定步长(霍夫变换的最小单位),且该设定步长可调节。在一个实施例中,在拟合相位偏差的过程中,采用第一步长遍历整个霍夫空间。在另一个实施例中,在拟合相位偏差的过程中,采用第二步长遍历整个霍夫空间,且第一步长大于第二步长。在又一个实施例中,在整个霍夫空间内采用0.2作为第一设定步长以确定包含所述最优参数组的第一局部霍夫空间;接着,在第一局部霍夫空间内采用0.1作为第二步长以确定包含最优参数组的第二局部霍夫空间,所述第一步长大于所述第二步长。为了提高运算精度和速度,霍夫空间还可包含第三步长或多个不同步长。在不同范围内运动不同步长可提高运算的速度。在小范围内运用较小步长,可提高运算的精度。
相似度计算子单元430,用于根据实际相位偏差获取子单元410获取的实际相位偏差和拟合相位偏差获取子单元420获取的拟合相位偏差计算相似度,并根据该相似度在霍夫空间中确定最优参数组。
在一个实施例中,相似度通过计算实际相位偏差与拟合相位偏差的残差获得。示例性地,可使用共轭相乘法以计算出实际相位偏差与拟合相位偏差之间的残差,通过沿频率读出方向在霍夫空间中累计实际相位偏差与拟合相位偏差之间的残差得到相似度,累计残差越小,相似度越高;相反,累计残差越大,相似度越低,累计残差最小的空间位置所对应的参数组为最优参数组。
在另一个实施例中,相似度通过计算实际相位偏差与拟合相位偏差的隶属度获得。示例性地,使用模糊集成员函数可以计算出实际相位偏差与拟合相位偏差之间的隶属度,通过沿频率读出方向在霍夫空间中累计隶属度获得相似度,累计隶属度越大相似度越高;反之,累计隶属度越小,相似度越低,累计隶属度最大的空间位置所对应的参数组为最优参数组。
相位校正模型获取子单元440基于拟合模型及最优参数组,确定相位校正模型。示例性地,将最优参数组代入拟合模型即可得到用于对平面回波成像数据进行校正的最优校正模型或相位校正模型。
校正子单元450可基于相位校正模型或最优校正模型对平面回波成像数据进行校正。在一个实施例中,最优参数组可根据不同梯度采集的参考回波信号获得,将最优参数组应用到拟合模型可得到校正模型,应用该校正模型可校正相邻回波信号,对校正后的多个回波信号进行傅里叶变换,获取扫描部位的磁共振图像。在另一个实施例中,最优参数组根据相同梯度采集的参考回波信号获得,将最优参数组应用到拟合模型可得到校正模型,应用该校正模型可校正奇数或偶数回波的成像数据。
如图5所示,处理器130执行平面回波成像序列的成像方法可包括如下操作:
步骤501.获取被扫描部位的多个平面回波成像数据,并获取若干个未经过相位编码的参考回波信号。
在一个实施例中,参考回波信号的数量为三个,该三个参考回波信号分别为数据获取单元310或MR扫描设备110采集的偶信号、奇信号以及偶信号,且参考回波信号的实际相位偏差可以为不同梯度采集的回波信号(相邻奇、偶回波信号)之间的相位偏差。
在另一实施例中,参考回波的数量为四个,分别为数据获取单元310或MR扫描设备110采集的两个奇信号、两个偶信号。实际相位偏差获取子单元410获取参考回波信号的实际相位偏差,该实际相位偏差可以是两个奇信号之间的相位偏差,也可是两个偶信号之间的相位偏差,且同一梯度采集的参考回波信号中的奇信号用来校正奇数回波的成像数据,同一梯度采集的参数回波信号中的偶信号用来校正偶数回波的成像数据。
在又一实施例中,实际相位偏差获取子单元410获取参考回波信号的实际相位偏差可通过如下过程获得:对参考回波信号在频率编码方向上作傅里叶变换,计算经傅里叶变换后的参考回波信号的实际相位偏差。上述参考回波信号的实际相位偏差可包含频率漂移和交叉感应的量,还可包含由于磁场不均匀而导致的量。需要说明的是,在获取参考回波信号之后,还可采集平面回波成像数据。
步骤502.建立参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,以及建立与拟合模型的参数组相关的霍夫(Hough)空间,其中,霍夫空间可具有设定步长。拟合模型为描述参考回波信号的相位偏差与频率读出方向位置的函数。可选地,回波信号的相位偏差与频率编码方向位置呈线性关系,拟合模型为一阶函数,且该一阶函数包括零阶项参数、一阶项参数,对应的霍夫空间为二维参数空间;回波信号的相位偏差与频率编码方向位置也可呈非线性关系,拟合模型可选择为二阶函数,该二阶函数包括零阶项参数、一阶项参数和二阶项参数,对应的霍夫空间为三维参数空间。对于一确定的拟合模型,其所包含的参数个数确定,但其参数的具体值不确定。
需要说明的是,由于信号的相位取值范围在[-π,π]之间,相应地,霍夫空间各维度的取值范围也在[-π,π]之间。使用不同的预设步长可将霍夫空间分成精度不同的网格,不同位置的网格对应不同的参数组,从而得到预期精度的结果。示例性地,设定步长可随霍夫空间(搜索)范围的缩小而减小:当霍夫空间的范围较大时,设定步长选择较大值,与之相应地,运算速度提高,但精度下降;当霍夫空间的范围较小时,设定步长选择较小值,与之相应地,运算速度降低,但精度提高。
步骤503.根据参考回波信号的实际相位偏差以及读出方向位置,在霍夫空间中确定最优参数组。霍夫空间的每个空间位置都包含相应的参数组,每个参数组可对应拟合模型的(拟合)参数。在本实施例中,拟合相位偏差获取子单元420将参数组代入拟合模型,可在参考回波信号的读出方向位置可获得拟合相位偏差。拟合相位偏差的数量可与霍夫空间内包含空间位置点的数量相当。
需要说明的是,上述拟合相位偏差并非在磁场均匀和磁场零漂移状态下的相位偏差,而仅是根据霍夫空间参数组得到的计算相位偏差。在一个频率读出方向位置,可获得多个霍夫空间参数组对应的拟合相位偏差(计算相位偏差)。
最优参数组的确定可通过如下过程实现:计算实际相位偏差偏差与拟合相位偏差之间的相似度,并根据相似度在霍夫空间确定最优参数组,该最优参数组即为多个回波信号的校正参数。可选地,实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度可用实际相位偏差与拟合相位偏差的隶属度或残差表征,且相似度可通过高斯函数、余弦函数或负Log函数等计算得到。
在一个实施例中,相似度计算子单元430首先获取实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度,根据相似度可确定最优参数组。示例性地:根据相似度在拟合相位偏差对应的霍夫空间的位置投票;在霍夫空间确定投票数最高的位置,并令投票数最高位置所对应的霍夫空间的参数组为最优参数组,该最优参数组为多个平面回波成像数据的校正参数。
在另一实施例中,相似度计算子单元430可包含设定阈值,当相似度大于设定阈值,则在霍夫空间对应位置的计数量累加1;当相似度小于设定阈值,则霍夫空间对应位置的计数量累加0。统计霍夫空间各位置的计数量,并令计数量最大值所对应的霍夫空间位置所确定的参数组为最优参数组。
步骤504.基于拟合模型及最优参数组,对所述平面回波成像数据进行校正。在一个实施例中,相位校正模型获取子单元440可将最优参数组代入拟合模型,从而获得相位校正模型,该相位校正模型为参数经过优化的拟合模型。
与步骤501相对应,当参考回波信号为偶信号、奇信号以及偶信号时,校正子单元450根据校正模型可计算不同梯度采集的成像数据的相位偏差。此外,同一梯度采集的参考回波信号可分别用来校正奇数和偶数回波的成像数据:当参考回波为两个奇信号、两个偶信号,校正参数可分为奇信号校正参数和偶信号校正参数,根据奇信号校正参数可获取奇数回波的成像数据的相位偏差,而根据偶信号校正参数可获取偶数回波的成像数据的相位偏差。
步骤505.对校正后的平面回波成像数据进行重建,获得被扫描部位的磁共振图像。在本实施例中,图像重建装置140可包含16块处理器,每一处理器均独立负责一路采集通道,可在每一处理器对校正后的平面回波成像数据进行傅里叶变换获取单个通道采集的图像,随后采用通道合并获得多通道采集的磁共振图像,并在输入/输出设备150显示。
下面结合实例具体说明平面回波成像序列的校正过程。
实施例一
多次激发EPI获取扫描部位的多个平面回波成像数据,并同时采集三个参考回波信号,其中多个平面回波成像数据包括奇数回波的成像数据和偶数回波的成像数据,参考回波信号分别为偶信号、奇信号和偶信号。获取参考回波信号(通常为相邻参考回波的奇信号和偶信号)之间的相位偏差校正参数,并根据校正参数校正多个回波信号中奇数回波、偶数回波成像数据的相位偏差;最后,根据相位偏差校正的多个平面回波成像信号可获取扫描部位的磁共振图像。
磁共振重建图像可以分解为两幅图像之和,这两幅图像分别由K空间的奇数行和偶数行K空间数据重建得到。假设图像的大小为N×N,则原始K空间数据可表示为:
S(kx,ky)=∫∫M(x,y)×exp(iθ(x))exp(-kxx)exp(-iky)dxdy (公式1)
其中,ky=nΔky,n为偶数,-N/2≤n≤N/2-1。
S(kx,ky)=∫∫M(x,y)×exp(-iθ(x))exp(kxx)exp(-iky)dxdy (公式2)
其中,ky=nΔky,n为奇数,-N/2≤n≤N/2-1。在公式1和公式2中,ky为相位编码空间频率,Δky为相位编码空间频率的偏移量或漂移量,M(x,y)为需要重建的原始图像,θ为奇、偶数回波的拟合相位偏差。因此,获取奇、偶数回波的相位偏差θ,就可校正奇、偶回波之间的偏移消除Ghost伪影。
在本具体实施例中,根据参考回波信号获取最优参数组的方法通过如下过程获得:
步骤601.计算参考回波信号中奇、偶信号的实际相位偏差φ(φ可为φ01、φ12等)。示例性的:可对参考回波信号(S0、S1和S2)在频率编码方向上作傅里叶变换,分别计算经傅里叶变换后的参考回波信号中偶信号与奇信号(S0和S1)的实际相位偏差φ01、奇信号与另一偶信号(S1和S2)的实际相位偏差φ12。
步骤602.建立参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,以及建立与拟合模型的参数组相关的霍夫空间。
如图7所示,图中的水平直线代表在理想情况下平面回波信号的相位随回波位置的变化。预置相交的有一定角度的直线代表了在由偏离场ΔB存在的情况下回波信号的相位随回波位置的变化。同时由于正负极性偏差异而散落在直线两侧的数据即表示正负回波信号的相位误偏差异。偏离场ΔB的存在导致平面回波图像存在一定的变形,而散落在直线两侧所表示的回波信号偏差异表现在图像上即是N/2伪影。当偏离场ΔB的主要来源为对应读出方向位置XRO的读出小梯度的切换时,偏离场ΔB与空间位置呈一定的线性关系,由此而产的回波信号相位偏偏差以及偏移也成线性变化。
在本实施例中,首先设定置信区间σ和拟合模型,并选定与拟合模型对应的霍夫空间步长,根据设定步长可建立关于相位校正参数的霍夫空间。具体地:选择一阶线性函数拟合模型:
θ=C0+C1×XRO (公式3)
其中,XRO表示频率读出方向位置的坐标;C0表示零阶项相位校正参数;C1表示一阶项相位校正参数。拟合模型包含两个校正参数,对应地霍夫空间为二维参数空间。此外,由于回波信号的相位具有2π周期性,因此回波信号的相位变换到霍夫空间每一维的长度都为[-π,π]。
根据霍夫变换的特性,如图8a所示,线性拟合模型θ=C0+C1×XRO相当于一条直线,其中C0相当于这条直线的截距,C1相当于这条直线的斜率。而如图8b所示,霍夫空间的一空间位置与这条直线相对应,即霍夫空间中的点(C1,C0)对应斜率为C1、截距为C0的直线上所有点的集合。
需要说明的是,霍夫空间具有设定步长(霍夫空间内设定的最小计算单元),且设定步长可调节。示例性地,设定步长的长度可随霍夫空间范围的缩小而减小。在一个实施例中,霍夫选用多种尺度步长进行变换:在大霍夫空间范围内先选用大步长和大尺度置信区间;在锁定若干个局部参数空间后,选用小步长和小尺度置信区间。这种变换步长的设置方式,不仅可获得精确的参数,而且可加速运算速度。
步骤603.在霍夫空间分别确定各空间位置对应的参数组,根据拟合模型和参数组在参考回波信号的频率读出方向的位置XRO获取参考回波中奇、偶信号的拟合相位偏差θ。
由于霍夫空间包含多个空间位置,每个空间位置对应一参数组,对于频率读出方向的任一位置,利用拟合模型在霍夫空间可获取参考回波的奇、偶信号沿频率读出方向位置的多个拟合相位偏差θ。更具体地,对于霍夫空间每一空间位置,都有确定的斜率C1、截距C0,因此,每个频率读出方向的位置XRO对应的拟合相位偏差θ的数量可与霍夫空间中的空间位置点数相同。
步骤604.计算参考回波中奇、偶信号的实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度。
示例性地,实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度可用隶属度衡量,包括如下过程:根据设定置信区间σ,建立模糊集成员函数计算隶属度,可使用高斯公式表示:
其中,令θ表示拟合相位偏差;令φ表示实际相位偏差;*表示取共轭运算;令argz表示幅角主值;令F表示隶属度,且1≤F≤0。
步骤605.根据相似度在霍夫空间确定最优参数组。在获得实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度的基础上,由于每个频率读出方向的位置在霍夫空间可对应多个参数组,相对应的也可得到多个拟合相位偏差。基于拟合相位偏差和实际相位偏差,同一频率读出方向的位置所对应的霍夫空间也可计算得到多个相似度,可通过如下方式在霍夫空间位置进行投票:
设置累加器,并令该累加器的初始值为0;依照上述方法可遍历所有频率读出方向的位置,累加各霍夫空间位置对应的隶属度F,并统计霍夫空间各位置的累加器的数值大小,并令所有累加器中最大值所对应的霍夫空间位置所确定的参数为最优参数组。
如图9所示为霍夫空间中的相似度结果示意图,图中灰度值代表累加数值(或计量值)的大小。(C1,C0)处的亮度明显高于其他位置,表明该位置处的累加数值最高,参考回波信号中奇偶信号相位偏差符合该霍夫空间位置所对应校正模型参数的点最多,以该位置对应的校正参数拟合得到的相位偏差为全局最优解。在获得校正参数基础上,对平面回波成像的奇、偶数回波相位偏差均采用该相位偏差校正参数进行相位校正后,作傅里叶变换即可得到消除Ghost鬼影的图像。
实施例二
本实施例的平面回波成像序列的校正方法大体相同,不同之处在于校正参数模型选择为非线性模型,且相似度检测函数也不同。具体地:校正参数模型选择包含零阶项、一阶项、二阶项的二阶函数模型:
θ=C0+C1×XRO+C2×XRO 2 (公式5)
其中,XRO表示频率读出方向位置的坐标;C0表示零阶项相位校正参数;C1表示一阶项相位校正参数;C2表示二阶项相位校正参数。校正模型包含三个校正参数,对应地霍夫空间为三维立体参数空间。此外,由于回波信号的相位具有2π周期性,因此回波信号的相位变换到霍夫空间每一维的长度都为[-π,π]。
根据霍夫变换的特性,拟合模型φ=C0+C1×XRO+C2×XRO 2可用霍夫三维空间中的一空间位置坐标表示。更具体地,对于霍夫空间每一点,都有确定的校正参数C2、C1和C0,根据三校正参数可为频率读出方向的位置XRO得到若干个拟合相位偏差θ,且每个频率读出方向的位置XRO对应的拟合相位偏差θ的数量可与霍夫空间中由校正参数C2、C1和C0确定的点数相同。
另一方面,本实施中实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度,示例性地,相似度测量函数可以使用残差,残差计算可采用共轭相乘方法[2];也可采用模糊集理论中的隶属度函数,隶属度函数可以为高斯函数、余弦函数、负Log函数,余弦函数。其中残差d计算可用如下公式:
负Log函数可以表示为:
其中,a和b都是常数;*表示取共轭运算;|| ||表示取范数运算;| |表示取绝对值运算;φ表示实际相位偏差;θ表示拟合相位偏差;argz表示幅角主值;F表示相似度或隶属度,且1≤F≤0。采用如上方法遍历所有奇、偶回波信号的相位偏差,并在霍夫空间中累计相似度。
如图10为本发明一实施例分别采用高斯函数、余弦函数以及负Log函数计算参考回波信号的实际相位偏差与拟合相位偏差的相似度示意图。其中,横坐标表示残差,纵坐标表示隶属度。当参考回波信号的实际相位偏差与拟合相位偏差越接近或两者相似度越高,计算得到的隶属度越接近1;当参考回波信号的实际相位偏差与拟合相位偏差越偏离或两者相似度越低,计算得到的隶属度越接近零。与隶属度反应相似度的趋势相近似,当参考回波信号的实际相位偏差与拟合相位偏差越接近或两者相似度越高,计算得到的残差越接近零;当参考回波信号的实际相位偏差与拟合相位偏差越偏离或两者相似度越低,计算得到的隶属度越接近1或-1。在一个实施例中,霍夫空间中隶属度的累计过程为:根据设定阈值对隶属度进行二值化,如阈值设定为0.5,超过设定阈值的点设定为1,未超过设定阈值的点设定为0;在霍夫空间中找到隶属度为1的点,并在该点位置处的累加器中增加1。依照上述方法可遍历所有频率读出方向的位置,并统计霍夫空间各位置的累加器的数值大小,并令所有累加器中最大值所对应的霍夫空间位置所确定的参数组为最优参数组,以该最优参数组拟合得到的相位偏差为全局最优解。
在获得回波信号相位偏差相位校正模型基础上,对K空间内所有奇、偶平面回波成像数据的相位偏差均采用该相位校正模型进行相位校正后,沿kx方向作傅里叶变换即可得到消除Ghost鬼影的图像。
实施例三
在采用EPI获取扫描部位的多个平面回波成像数据,采集若干个没有经过相位编码的参考回波信号,参考回波信号可包括奇信号和偶信号,同一梯度极性采集的用于相位校正的参考回波信号的奇信号可用来校正奇数回波的平面回波成像数据,同一梯度极性采集的用于相位校正的参考回波信号的偶信号可用来校正奇数回波的平面回波成像数据,经过相位校正的平面回波成像数据经过傅里叶变换,可获取扫描部位的磁共振图像。
在本实施例中,多次激发EPI获取扫描部位的多个回波信号,并同时采集至少四个未经过相位编码的参考回波信号,且参考回波信号包括两个偶信号和两个奇信号。多个平面回波成像信号可包括奇数回波的成像数据和偶数回波的成像数据,且奇数回波的成像数据可用参考回波信号的奇信号校正,偶数回波的成像数据可用参考回波信号的偶信号校正。
以下以参考回波信号的奇信号校正奇数回波的成像数据为例说明。如图11所示为采用参考回波信号的奇信号获取最优参数组的方法流程图,包括如下过程:
步骤1101.获取同极性读出梯度采集的奇信号的实际相位偏差。在本具体实施例中,可分别对用于相位校正的奇信号S1和S3在频率编码方向位置上作傅里叶变换,分别得到FR(S1)和FR(S3)。两奇信号的实际相位偏差可表示为:其中,*表示取共轭运算。
步骤1102.建立参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,以及建立与拟合模型的参数组相关的霍夫空间,霍夫空间具有设定步长。拟合模型可选择一阶线性函数模型、二阶函数模型或多阶函数模型。在此具体实施例中,可选用多阶函数模型对相位偏差进行多阶拟合:
θ=C0+C1×XRO+C2×XRO 2+C3×XRO 3+C4×XRO 4+… (公式8)
其中,令θ拟合相位偏差;XRO表示频率读出方向位置的坐标;C0表示零阶项相位校正参数;C1表示一阶项相位校正参数;C2表示二阶项相位校正参数;C3表示三阶项相位校正参数;C4表示四阶项相位校正参数,且该函数模型还可包含更高阶校正参数。对应的,霍夫空间的每一维都对应拟合模型中的拟合参数,维度数目也与拟合模型的拟合参数的数量相对应。
步骤1103.在霍夫空间分别确定各空间位置对应的参数组,根据拟合模型和参数组沿同极性读出梯度采集的奇信号的读出方向位置获取拟合相位偏差。
步骤1104.计算同极性读出梯度采集的奇信号的实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度。其中相似度的计算过程确定过程包括:计算实际相位偏差与拟合相位偏差两者之间的残差,设置累加器,并令该累加器的初始值为0;遍历所有频率读出方向的位置,累加各霍夫空间位置对应的残差,并统计霍夫空间各位置的累加器的数值大小,累加器的数值越大相似度越低,累加器的数值越小,相似度越高。示例性地,霍夫空间中存在第一空间位置点,其对应残差累加器的数值为0.8;第二空间位置点,其对应残差累加器的数值为0.95,则采用第二位置点对应的参数组拟合参考回波信号的相位偏差更精确。在另一实施例中,遍历所有频率读出方向的位置,累加各霍夫空间位置对应的残差的绝对值,采用计算得到的残差的绝对值累加和衡量相似度。
步骤1105.根据相似度在霍夫空间确定最优参数组,最优参数组的确定可通过比较霍夫空间各空间位置点计算得到的相似度。示例性地,可比较霍夫空间各空间位置点对应残差累加器的数值,令残差累加器的最大值对应的参数组为最优参数组。。
将最优参数组代入拟合模型可获得相位校正模型,根据相位校正模型在读出方向位置计算出多个回波信号对应的奇数回波成像信号的相位偏差,并校正奇数回波的成像数据。示例性地,对于奇数回波成像数据:
其中,i为回波信号序数,且i=1,2,3…;FSi表示序数为i的回波信号经过一维傅里叶变换后得到的变换结果;CFSi表示经过相位校正后的序数为i的回波信号经过一维傅里叶变换后得到的变换结果;j为常数且n表示读出方向样本点的序数(n=1,2,3…),XRO为读出(梯度)方向总样本点的个数。
同样地,在本实施例中还可采用参考回波信号的偶信号获取校正参数,并在频率编码方向的位置计算出多个平面回波成像数据对应的偶数回波成像信号的的实际相位偏差,并校正偶数回波的成像数据。更近一步地,还可计算校正后的偶数回波的成像数据和校正后的奇数回波的成像数据的相位偏差,对成像数据进行二次校正。
本发明一实施例对一组16层的EPI水膜图像进行校正,水膜的成分为125gNiSO4·6H2O、5gNaCl何1000gH2O,试验条件设置情况如下:1.5T磁共振设备全身扫描仪;扫描范围(FOV)为24cm×16cm;重复时间TR=5000ms,回波时间TE=80ms,层厚为4mm。多次激发EPI,获取水膜的多个回波信号,并计算出多个回波信号对应的奇、偶回波信号的实际相位偏差φ。如图12a和图12b为平面回波成像未经过相位校正形成的水膜图像,图像大小都为128×128。其中,图12a由于静磁场漂移而产生奇偶回波数据线的相位偏差,在相位编码方向移动1/2视场(FOV)的位置上出现与图像原始内容相同的鬼影;图12b由于梯度延时而产生奇偶回波数据线的相位偏差,最终形成的水膜图像也呈现较为严重的鬼影。图13为采用本发明平面回波成像方法获得的水膜图像,图像大小为128×128,明显消除了由于静磁场漂移或梯度延时带来的N/2鬼影。
本发明另一实施例对头部作为目标扫描部位,试验条件设置情况如下:1.5T设备全身扫描仪;扫描范围(FOV)为24cm×16cm;重复时间TR=5000ms,回波时间TE=80ms,层厚为4mm。如图14为平面回波成像未经过相位校正形成的脑部图像,图像大小都为128×128。其中,由于相位剧烈跳变产生奇偶回波数据线的相位偏差,在相位编码方向移动1/2视场(FOV)的位置上出现与图像原始内容相同的鬼影。图15为采用非线性校正模型校正平面回波成像序列获得的脑部图像,图像大小为128×128,明显消除了由于静磁场漂移或梯度延时带来的N/2鬼影。此外,在本实施例中,分别选用9组相位剧烈跳变的EPI回波信号和9组有效采样不足的EPI回波信号进行校正,最终的成像校正结果均具有良好的稳定性。
综上所述,本发明提供的平面回波成像序列的校正及成像方法,能够在保持平面回波序列成像快速成像特点的情况下,有效地去除N/2伪影。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (8)
1.一种平面回波成像方法,包括:
获取被扫描部位的多个平面回波成像数据,并获取至少三个未经过相位编码的参考回波信号;
建立所述参考回波信号的实际相位偏差与读出方向位置的拟合模型,以及建立与所述拟合模型的参数组相关的霍夫空间;
根据所述参考回波信号的实际相位偏差以及读出方向位置,在霍夫空间中确定最优参数组;
基于所述拟合模型及最优参数组,对所述平面回波成像数据进行校正;
对校正后的平面回波成像数据进行重建,获得被扫描部位的磁共振图像;
所述最优参数组通过如下方式确定:
获取所述参考回波信号的实际相位偏差;
在所述霍夫空间分别确定各空间位置处与拟合模型对应的参数组,并根据所述参数组获取所述参考回波信号在读出方向位置的拟合相位偏差;
计算所述实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度;
根据所述相似度在所述霍夫空间确定最优参数组。
2.根据权利要求1所述的平面回波成像方法,其特征在于,所述相似度为所述实际相位偏差与拟合相位偏差的残差或隶属度,根据所述相似度在所述参数组确定所述最优参数组包括:
在霍夫空间中对所述隶属度沿读出方向进行累计,令所述隶属度累计最大的空间位置所对应的参数组为所述最优参数组;或,
在霍夫空间中沿读出方向累计实际相位偏差与拟合相位偏差之间的残差,令所述残差累计最小的空间位置所对应的参数组为所述最优参数组。
3.根据权利要求1或2所述的平面回波成像方法,其特征在于,所述参考回波信号至少包含三个参考回波信号,且所述三个参考回波信号分别为偶信号、奇信号以及偶信号,所述参考回波信号的实际相位偏差为所述参考回波奇、偶信号的实际相位偏差。
4.根据权利要求3所述的平面回波成像方法,其特征在于,分别对所述奇信号、偶信号进行傅里叶变换,计算根据不同梯度编码所采集的参考回波的实际相位偏差。
5.根据权利要求1或2所述的平面回波成像方法,其特征在于,所述参考回波信号至少包含四个参考回波信号,所述参考回波信号的实际相位偏差为根据同一梯度编码所采集的奇信号或偶信号的实际相位偏差,且根据同一梯度编码所采集的参考回波信号分别用来校正奇数或偶数回波的平面回波成像数据。
6.根据权利要求1所述的平面回波成像方法,其特征在于,所述拟合模型包括一阶或多阶拟合函数,所述一阶或多阶拟合函数至少包含两个用于相位偏差拟合的参数,且所述霍夫空间的维度与所述用于相位偏差拟合的参数数量相同。
7.根据权利要求1或6所述的平面回波成像方法,其特征在于,所述霍夫空间具有设定步长,所述设定步长包括第一步长和第二步长,且所述设定步长按如下方式设置:
在所述霍夫空间内采用第一步长以确定包含所述最优参数组的第一局部霍夫空间;
在所述第一局部霍夫空间内采用第二步长以确定所述包含最优参数组的第二局部霍夫空间,所述第一步长大于所述第二步长。
8.一种平面回波成像系统,包括:
数据获取装置,用于获取扫描部位的平面回波成像数据以及至少三个未经过相位编码的参考回波信号,所述参考回波信号包括偶信号和奇信号;
数据处理装置,用于计算所述参考回波信号的实际相位偏差;
建立关于所述实际相位偏差一阶或多阶拟合的霍夫空间,并在所述霍夫空间确定对所述实际相位偏差进行一阶或多阶拟合的最优参数组;
根据所述最优参数组对所述平面回波成像数据进行校正;以及,
图像重建装置,对校正后的平面回波成像数据进行傅里叶变换,获取扫描部位的磁共振图像;
所述最优参数组通过如下过程获得:
获取所述参考回波中奇、偶信号的实际相位偏差;
在所述霍夫空间分别确定各空间位置处与所述一阶或多阶拟合对应的参数组,并根据所述参数组获取所述奇、偶信号在读出方向位置的拟合相位偏差;
计算所述奇、偶信号的实际相位偏差与拟合相位偏差之间的相似度;
根据所述相似度在所述参数组对应的霍夫空间的位置投票;
在所述霍夫空间确定投票数最高的位置,并令所述投票数最高位置所对应的霍夫空间的参数组为所述最优参数组。
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