CN109934807B - 一种定量磁化率成像的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量磁化率成像的方法及装置，用于对脑组织进行定量磁化率成像。首先，对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据。通过预扫描和正扫描能够分别获得两种不同对比度的重建结果。对于正扫描数据对应的重建结果，利用其相位信息和幅度信息分别生成脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果和脑组织的掩模M1；对于预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成掩模M1的修正参数W。利用修正参数W修正掩模M1，即是充分利用不同对比度图像的信息获得准确度更高的修正后掩模M2。从而，对QSM初始结果施加修正后掩模M2获得的QSM最终结果的准确性提高，脑组织中的病变部分也能够正常显示。

Description

一种定量磁化率成像的方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗成像技术领域，尤其涉及一种定量磁化率成像的方法、及装置。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是现代医疗影像学中主要的成像方式之一，作为一种多参数、多对比度的成像技术，MRI可以反映组织T1、T2和质子密度等多种特性，为疾病分析提供信息。MRI具有多种优势，例如，优良的空间分辨率，以及对人体无损伤等。

定量磁化率成像(Quantitative Susceptibility Mapping,QSM)是MRI 中用于定量测试组织磁化特性的技术。利用QSM技术，可以对组织中的铁含量、钙化、血氧饱和度变化等造成的磁化率变化进行有效的定量分析。因此利用QSM进行脑部成像，可以辅助检查脑出血、多发性硬化症以及帕金森综合征等。

QSM过程中，通常需要确定感兴趣区域(Region of Interest,ROI)，并在QSM结果中最终呈现ROI。因此，在QSM过程中需要对非感兴趣区域进行过滤。掩模是一种图像过滤模板，掩模能够提取感兴趣区域，并将非感兴趣区域过滤掉。在数字图像处理中，掩模可以是二维矩阵数组的形式。现有技术中，用于过滤非感兴趣区域的掩模是基于单一对比度图像的数据信息获得的，在实际应用该掩模进行过滤时，由于ROI内存在部分组织(例如病变组织)的信号强度与非感兴趣区域的信号强度相同或接近，因此在过滤非感兴趣区域时容易将ROI内的部分组织的信号也一并滤除。例如，脑血管瘤的信号强度与鼻腔处的信号强度接近，在过滤掉鼻腔部分信号的同时也将ROI内脑血管瘤的信号过滤掉。因此，在最终显示的QSM结果中，血管瘤部分的信号会因滤掉而缺失，呈现出与图像背景相同的低信号。

由此可见，采用现有的QSM方法获得的QSM结果准确性不足，某些病变组织无法正常显示。从而，不利于QSM在医学领域有效地应用。

发明内容

有鉴于上述问题，本申请提供了一种定量磁化率成像的方法及装置，以提高QSM结果的准确性，保证病变组织的正常显示。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种定量磁化率成像的方法，应用于对脑组织的定量磁化率成像，包括：

对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据，所述预扫描的翻转角大于所述正扫描的翻转角，所述预扫描的序列重复时间和回波时间分别小于所述正扫描的序列重复时间和回波时间；

利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果；

利用所述正扫描数据对应的重建结果的幅度信息生成所述脑组织的掩模M1；

利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述M1的修正参数W；

利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2；

利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM 最终结果。

可选地，所述利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述M1的修正参数W，具体包括：

利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息获得相位定性图；

利用预设阈值对所述相位定性图进行处理，根据处理结果生成所述M1 的修正参数W。

可选地，所述利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2，具体包括：

将所述M1和所述W对应位置的像素值进行叠加获得叠加后的结果，将所述叠加后的结果中非零点的值设置为1，获得所述M2。

可选地，所述利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM最终结果，具体包括：

将所述QSM初始结果和所述M2对应位置的像素进行点乘获得所述脑组织的QSM最终结果。

可选地，所述利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果，具体包括：

对所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息进行增强处理，获得增强后的相位信息；

对所述增强后的相位信息进行二阶微分，获得二阶微分的结果；

利用拉普拉斯核对所述二阶微分的结果在频域进行拉普拉斯逆变换，获得去卷绕后的相位结果；

对所述去卷绕后的相位结果去除背景场，再进行磁化率反演，获得所述QSM初始结果。

第二方面，本申请提供一种定量磁化率成像的装置，应用于对脑组织的定量磁化率成像，包括：

扫描模块，用于对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据，所述预扫描的翻转角大于所述正扫描的翻转角，所述预扫描的序列重复时间和回波时间分别小于所述正扫描的序列重复时间和回波时间；

QSM初始结果生成模块，用于利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果；

掩模第一生成模块，用于利用所述正扫描数据对应的重建结果的幅度信息生成所述脑组织的掩模M1；

修正参数获取模块，用于利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述M1的修正参数W；

掩模第二生成模块，用于利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2；

QSM最终结果生成模块，用于利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM最终结果。

可选地，所述修正参数获取模块，具体包括：

相位定性图获取单元，用于利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息获得相位定性图；

修正参数获取单元，用于利用预设阈值对所述相位定性图进行处理，根据处理结果生成所述M1的修正参数W。

可选地，所述掩模第二生成模块，具体包括：

掩模第二生成单元，用于将所述M1和所述W对应位置的像素值进行叠加获得叠加后的结果，将所述叠加后的结果中非零点的值设置为1，获得所述M2。

可选地，所述QSM最终结果生成模块，具体包括：

QSM最终结果生成单元，用于将所述QSM初始结果和所述M2对应位置的像素进行点乘获得所述脑组织的QSM最终结果。

可选地，所述QSM初始结果生成模块，具体包括：

相位信息增强单元，用于对所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息进行增强处理，获得增强后的相位信息；

微分单元，用于对所述增强后的相位信息进行二阶微分，获得二阶微分的结果；

去卷绕单元，用于利用拉普拉斯核对所述二阶微分的结果在频域进行拉普拉斯逆变换，获得去卷绕后的相位结果；

QSM初始结果生成单元，用于对所述去卷绕后的相位结果去除背景场，再进行磁化率反演，获得所述QSM初始结果。

第三方面，本申请提供一种存储介质，所述介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述第一方面描述的定量磁化率成像方法。

第四方面，本申请提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，所述程序运行时执行上述第一方面描述的定量磁化率成像方法。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本申请提供的定量磁化率成像的方法用于对脑组织进行定量磁化率成像。首先，对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据。通过预扫描和正扫描能够分别获得两种不同对比度的重建结果。对于正扫描数据对应的重建结果，利用其相位信息和幅度信息分别生成脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果和脑组织的掩模M1；对于预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成掩模M1的修正参数W。由于修正参数W是在预扫描数据的基础上获得的，掩模M1是在正扫描数据的基础上获得的，因此，利用修正参数W修正掩模M1，即是充分利用不同对比度图像的信息获得准确度更高的修正后掩模M2。从而，对 QSM初始结果施加修正后掩模M2获得的QSM最终结果的准确性提高，脑组织中的病变部分也能够正常显示。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种定量磁化率成像的方法的流程图；

图2为交叉采集场回波序列的时序图；

图3为应用现有的QSM技术获得的QSM结果经薄层滑动最大强度投影处理后的图像；

图4为应用本申请实施例提供的QSM方法获得的QSM最终结果经薄层滑动最大强度投影处理后的图像；

图5为本申请实施例提供的另一种定量磁化率成像的方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的控制设备的硬件结构图；

图7为本申请实施例提供的一种定量磁化率成像的装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种修正参数获取模块的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种掩模第二生成模块的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种QSM最终结果生成模块的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种QSM初始结果生成模块的结构示意图。

具体实施方式

正如上文所述，目前医学领域能够借助QSM技术对一些脑神经疾病进行医学分析。QSM过程中，脑组织掩模用于提取感兴趣区域，但是由于感兴趣区域中一些病变部分的信号强度与非感兴趣区域的信号强度接近，因此利用单一对比度图像的数据信息生成脑组织掩模时，容易将病变部分的信号与非感兴趣区域的信号一同过滤掉，从而，生成的脑组织掩模准确性不足。应用该脑组织掩模获得的QSM结果中脑组织病变部分呈现出低信号，即病变组织无法正常显示。从而，当应用该QSM结果进行临床医学分析时，影响分析结果的准确性。

针对以上问题，发明人经过研究，提供了一种定量磁化率成像的方法和装置。通过两次扫描获得不同对比度信息，并在不同对比度信息的基础上生成修正后掩模。相比于现有技术，修正后掩模能够避免在提取感兴趣区域时，将感兴趣区域中与非感兴趣区域的信号强度相同或接近的病变组织的信号错误地过滤掉，从而，该方法获得的修正后掩模的准确性显著提高。该方法对脑组织进行磁共振成像的正扫描，并以正扫描数据为基础获得QSM初始结果，将修正后掩模施加于QSM初始结果，相当于利用修正后掩模对QSM初始结果加以修正，从而，所获得的QSM最终结果能够体现修正后掩模的准确性的优势，QSM最终结果具有更高的准确性，能够将病变组织进行正常显示。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例一：

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种定量磁化率成像的方法的流程图。该方法用于对脑组织进行定量磁化率成像。

如图1所示，本申请实施例提供的定量磁化率成像的方法，包括：

步骤101：对脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据，所述预扫描的翻转角大于所述正扫描的翻转角，所述预扫描的序列重复时间和回波时间分别小于所述正扫描的序列重复时间和回波时间。

在实际应用中，进行磁共振成像的预扫描和正扫描采用采集场回波技术。参见图2，该图为采集场回波序列的时序图。从图2中可知，预扫描在正扫描之前进行。

可以理解的是，在执行扫描之前，需要设置扫描的翻转角(Flip Angle, FA)、重复时间(Repetition Time,TR)和回波时间(Echo Time,TE)。本实施例中，正扫描的目的是获得具有较好的磁化率敏感加权对比度的正扫描数据，因此通过设置较长的TE和较长TR实现该目的。预扫描过程通常要求扫描采集时间较短，因此，本实施例中通过设置较短的TE和较短的TR 满足该要求。从图2中可以看出，相比于正扫描，预扫描的持续时间更短，预扫描的回波时间也更短。

本实施例中，将正扫描的FA设置的较小，其目的也是为了获得具有较好的磁化率敏感加权对比度的正扫描数据。通过设置正扫描的FA、TE和 TR，正扫描数据进行重建处理能够很好地呈现血管等细节。本实施例中，执行预扫描的目的是获得高质量的掩模，因此，需要获得具有较高信噪比的预扫描数据。通过设置较大的预扫描FA，能够优化信噪比，从而有助于获得高质量的掩模。

在实际应用中，对于预扫描和正扫描的FA、TE和TR可能有多种设置方式，因此本步骤中仅对预扫描和正扫描的FA、TE和TR的相对大小进行描述，对于预扫描和正扫描的FA、TE和TR的具体数值不进行限定。

可以理解的是，本实施例中可以在一次采集过程中实现预扫描和正扫描，从而，避免了不同次扫描获得的扫描数据重建后图像的配准问题。也就是说，本实施例通过在扫描时间衔接的预扫描和正扫描，避免正扫描数据对应的重建结果与预扫描数据对应的重建结果的像素配准问题。可以理解的是，由于两种重建结果的像素相互匹配，因此，后续以该两种重建结果为基础执行其他操作时，所得产物的准确性与匹配程度非常高。

步骤102：利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果。

根据正扫描数据的获得重建结果属于比较成熟的技术，因此在此不再赘述。

对于以正扫描数据为基础得到的重建结果，其包含有丰富的信息，例如相位信息和幅度信息。其中，相位信息可用于生成QSM结果，本实施例中将利用正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成的QSM结果称为 QSM初始结果。QSM初始结果中不能较好呈现出感兴趣区域，因此，QSM 初始结果需要进一步修正优化。

对于本领域技术人员而言，从正扫描数据对应的重建结果获得QSM结果也是比较成熟的技术，因此，本实施例获得QSM初始结果的具体流程不进行赘述，且对于具体实现方式不加以限定。

步骤103：利用所述正扫描数据对应的重建结果的幅度信息生成所述脑组织的掩模M1。

正扫描数据对应的重建结果的幅度信息可用于生成该扫描的脑组织的掩模M1。生成掩模M1的具体实现方式有多种，例如，可以采用Otsu阈值法生成能够过滤掉颅骨的掩模。

可以理解的是，由于掩模M1是以正扫描数据为基础获得的，因此，掩模M1基于同一对比度图像信息，能够将信号强度相同或接近的组织的信号一同过滤掉。例如，掩模M1的目的本是将鼻腔部分的信号过滤掉，但是，血管瘤病灶部分与鼻腔部分的信号强度接近，因此掩模M1也会将血管瘤病灶部分的信号一同过滤，而这一结果是临床医学不期望见到的结果。临床医学是期望通过QSM结果观察到脑组织中的病灶所在。基于掩模 M1存在的此问题，本实施通过执行下述步骤104和步骤105实现对掩模 M1的修正，以克服此问题。

可以理解的是，本实施例中步骤102可以先于步骤103执行，可以与步骤103同时执行，也可以在步骤103之后执行，因此，本实施例中对于步骤102和步骤103的执行顺序不加以限定。

步骤104：利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述 M1的修正参数W。

本实施例步骤101中，对脑组织先后进行预扫描和正扫描。与正扫描数据相似地，预扫描数据也可用于执行重建并获得对应的重建结果。预扫描数据对应的重建结果中同样包含有丰富的信息，例如相位信息。该相位信息可用于生成修正掩模M1提高其准确性的修正参数W。

在实际应用中，根据预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成修正参数W的实现方式可能有多种。作为一示例，可以对该相位信息进行阈值处理获得掩模M1的修正参数W。在该示例中，对于阈值的取值不进行具体限定。

步骤105：利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2。

本步骤即是在掩模M1的基础上，通过修正参数W对其进行修正。可以理解的是，执行本步骤获得的修正后掩模M2能够将感兴趣区域内与非感兴趣区域的信号强度相同或接近的组织(包括病变组织)保留下来，不再被错误地过滤掉。

步骤106：利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM最终结果。

对QSM初始结果施加修正后掩模M2后，即可得到区别于QSM初始结果的一个新的QSM结果。本实施例中将新的QSM结果称为QSM最终结果。由于对于被扫描的脑组织，修正后掩模M2相比于掩模M1的准确性提高，能够将感兴趣区域内与非感兴趣区域的信号强度相同或接近的组织(包括病变组织)保留下来，因此，获得的脑组织的QSM最终结果的准确性相比于应用现有技术所得的QSM结果，其准确性也得到显著的提高。 QSM最终结果能够将感兴趣区域内可能的病变组织正常显示。

可对比参见图3和图4，其中，图3为应用现有的QSM技术获得的 QSM结果经薄层滑动最大强度投影(Maximum Intensity Projection,MIP) 处理后的图像；图4为应用本申请实施例提供的QSM方法获得的QSM最终结果经薄层滑动MIP处理后的图像。从图3可见，囊肿区域的信号由于被错误地过滤，从而在图3中展现出与图像背景一致的低信号。而相比于图3，图4中能够将囊肿区域的信号正常显示出来，即明显展现出高信号，便于临床医学领域对该囊肿区域的进行医学分析。通过将图4与图3进行比对，能够明显观察出应用本申请实施例提供的QSM方法获得的QSM最终结果的准确性优势。

以上，即为本申请实施例提供的一种定量磁化率成像的方法。首先，对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据。通过预扫描和正扫描能够分别获得两种不同对比度的重建结果。对于正扫描数据对应的重建结果，利用其相位信息和幅度信息分别生成脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果和脑组织的掩模M1；对于预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成掩模M1的修正参数W。由于修正参数W是在预扫描数据的基础上获得的，掩模M1是在正扫描数据的基础上获得的，因此，利用修正参数W修正掩模M1，即是充分利用不同对比度图像的信息获得一个准确度更高的修正后掩模M2。从而，对QSM 初始结果施加修正后掩模M2获得的QSM最终结果的准确性提高，脑组织中的病变部分也能够正常显示。

在上述实施例的基础上，本申请还提供了另一种定量磁化率成像方法。下面结合实施例和附图对该方法的具体实现进行描述。

方法实施例二：

参见图5，该图为本申请实施例提供的另一种定量磁化率成像方法的流程图。

如图5所示，本实施例提供的定量磁化率成像方法，包括：

步骤501：对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据，所述预扫描的翻转角大于所述正扫描的翻转角，所述预扫描的序列重复时间和回波时间分别小于所述正扫描的序列重复时间和回波时间。

本实施例中，步骤501的具体实现方式与前述实施例中步骤101的实现方式相同，关于步骤501的相关描述可参见前述实施例，此处不再加以赘述。

步骤502：对所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息进行增强处理，获得增强后的相位信息。

作为本步骤的示例性实现方式，可以将正扫描数据对应的重建结果的相位图像通过有限差分结合循环卷积做增强处理。可以理解的是，在实际应用中还可采用其他增前处理的方式，因此本实施例对于增强处理的具体实现方式不加以限定。

步骤503：对所述增强后的相位信息进行二阶微分，获得二阶微分的结果。

步骤504：利用拉普拉斯核对所述二阶微分的结果在频域进行拉普拉斯逆变换，获得去卷绕后的相位结果。

由于重建生成的相位图属于卷绕的相位图，无法在本实施例中直接使用，因此，通过步骤502至504的相位去卷绕处理，使得处理后去卷绕的相位结果能够应用于定量磁化率成像。

步骤505：对所述去卷绕后的相位结果去除背景场，再进行磁化率反演，获得所述QSM初始结果。

作为一种示例性的实现方式，本步骤可以采用相位数据复杂谐波伪影消除方法(Sophisticated Harmonic Artifact Reduction for Phase data,SHARP) 去除背景场。

在执行磁化率反演时，作为一示例，可以利用Green函数对去除背景场的相位结果进行磁化率反演，反演后获得QSM初始结果。

可以理解的是，在实际应用中还可采用其他方式消除去卷绕的相位结果的背景场，也可采用其他方式进行磁化率反演，因此，以上实现方式仅为示例。本实施例中对于步骤505的具体实现方式不加以限定。

步骤506：利用所述正扫描数据对应的重建结果的幅度信息生成所述脑组织的掩模M1。

本实施例中，步骤506的具体实现方式与前述实施例中步骤103的实现方式相同，关于步骤506的相关描述可参见前述实施例，此处不再加以赘述。

步骤507：利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息获得相位定性图。

作为一种示例性的实现方式，可以选取预扫描数据对应的重建结果的相位图，在相位图的频域通过滤波函数滤波后，获得相位定性图。本实施例中对于滤波函数不加以限定。

步骤508：利用预设阈值对所述相位定性图进行处理，根据处理结果生成所述M1的修正参数W。

前面曾提及，本实施例可利用Otsu算法获得掩模M1。本步骤中，利用Otsu算法得到的结果后，结合一个预设补偿值获得到分离前景和背景的自适应阈值。该自适应阈值即可作为本步骤中的预设阈值。

利用该预设阈值将ROI区域内的值设为1，ROI区域外的值设为0，这样就得到了所述M1的修正参数W。

可以理解的是，M1可视为像素值矩阵，因此，作为M1的修正参数， W也可视为像素值矩阵。当W用于修正M1时，是利用位置相互对应的W 的像素值修正M1的像素值。

步骤509a：将所述M1和所述W对应位置的像素值进行叠加获得叠加后的结果，将所述叠加后的结果中非零点的值设置为1，获得所述M2。

也就是说，对于M1和W相互对应的位置的像素值，如果其相互叠加的结果不为零，即为M2的该位置赋像素值1；对于相互叠加结果为零的位置，使M2的该位置保持像素值0。

作为步骤509a的替换实现方式，为获得修正后掩模M2，还可通过执行以下步骤509b实现。

步骤509b：将M1的逻辑矩阵与W的逻辑矩阵做“或”操作，得到修正后掩模M2。

可以理解的是，修正后掩模M2也具有对应的逻辑矩阵。为便于理解，下面举例说明。

M1的逻辑矩阵中坐标为(x，y)的数值与M1的逻辑矩阵中坐标为(x， y)的数值进行“或”操作，得到的结果赋予M2，作为M2的逻辑矩阵中坐标为(x，y)的数值。

步骤510：将所述QSM初始结果和所述M2对应位置的像素进行点乘获得所述脑组织的QSM最终结果。

通过将QSM初始结果与M2进行对应位置的像素的点乘，实现对应位置像素值的点乘，从而实现以修正后掩模M2对QSM初始结果的过滤。最终获得的QSM最终结果中，保留QSM初始结果中的感兴趣区域，此外，感兴趣区域中的病变组织也得以保留，不会被错误地过滤。

以上即为本申请实施例提供的另一种定量磁化率成像方法。该方法通过修正掩模，提高掩模的准确性，从而提高所得的QSM最终结果的准确性。在QSM结果准确性提高的基础上进行临床医学的分析，能够提高病症分析的准确性，避免延误病情。

上述实施例的定量磁化率成像方法可以由控制设备执行。下面结合附图和实施例，对本申请提供的控制设备进行详细描述。

参见图6，该图为本申请实施例提供的控制设备的硬件结构图。

如图6所示，本实施例提供的控制设备，包括：

处理器601，通信接口602，存储器603，总线604。其中，处理器601、通信接口602和存储器603通过总线604完成相互间的通信。

其中，存储器603中可以存储有定量磁化率成像的逻辑指令，该存储器例如可以是非易失性存储器。处理器601可以调用执行存储器603中的定量磁化率成像的逻辑指令，以执行上述第一实施例提供的定量磁化率成像方法。作为一种实现方式，该定量磁化率成像的逻辑指令可以为控制软件对应的程序，程序被处理器601执行时，实现第一实施例保护的定量磁化率成像方法中部分或全部步骤。此时，作为一种可能的实现方式，控制设备可以对应地在显示界面上显示该指令对应的功能界面。

定量磁化率成像的逻辑指令的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，本申请公开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)执行本申请第一实施例提供的方法的全部或部分步骤。

本申请进一步提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现本申请第一实施例保护的定量磁化率成像方法中部分或全部步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述的定量磁化率成像的逻辑指令，可以称为“定量磁化率成像装置”，该装置可以划分成各个功能单元或模块。具体参见以下实施例。

基于前述实施例提供的定量磁化率成像方法，相应地，本申请还提供一种定量磁化率成像装置，下面结合实施例和附图对该装置的具体实现进行描述和说明。

装置实施例：

参见图7，该图为本申请实施例提供的一种定量磁化率成像装置的结构示意图。该装置用于对脑组织进行定量磁化率成像。

如图7所示，本实施例提供的定量磁化率成像装置，包括：

扫描模块701，用于对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据，所述预扫描的翻转角大于所述正扫描的翻转角，所述预扫描的序列重复时间和回波时间分别小于所述正扫描的序列重复时间和回波时间；

QSM初始结果生成模块702，用于利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果；

掩模第一生成模块703，用于利用所述正扫描数据对应的重建结果的幅度信息生成所述脑组织的掩模M1；

修正参数获取模块704，用于利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述M1的修正参数W；

掩模第二生成模块705，用于利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2；

QSM最终结果生成模块706，用于利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM最终结果。

该装置通过预扫描和正扫描能够分别获得两种不同对比度的重建结果。由于修正参数W是在预扫描数据的基础上获得的，掩模M1是在正扫描数据的基础上获得的，因此，利用修正参数W修正掩模M1，即是充分利用不同对比度图像的信息获得一个准确度更高的修正后掩模M2。从而，对 QSM初始结果施加修正后掩模M2获得的QSM最终结果的准确性提高，脑组织中的病变部分也能够正常显示。

参见图8，该图为本申请实施例提供的一种修正参数获取模块704的结构示意图。可选地，在上述实施例描述的装置中，所述修正参数获取模块704，具体包括：

相位定性图获取单元7041，用于利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息获得相位定性图；

修正参数获取单元7042，用于利用预设阈值对所述相位定性图进行处理，根据处理结果生成所述M1的修正参数W。

参见图9，该图为本申请实施例提供的一种掩模第二生成模块705的结构示意图。可选地，在上述实施例描述的装置中，所述掩模第二生成模块705，具体包括：

掩模第二生成单元7051，用于将所述M1和所述W对应位置的像素值进行叠加获得叠加后的结果，将所述叠加后的结果中非零点的值设置为1，获得所述M2。

参见图10，该图为本申请实施例提供的一种QSM最终结果生成模块 706的结构示意图。可选地，在上述实施例描述的装置中，所述QSM最终结果生成模块706，具体包括：

QSM最终结果生成单元7061，用于将所述QSM初始结果和所述M2 对应位置的像素进行点乘获得所述脑组织的QSM最终结果。

参见图11，该图为本申请实施例提供的一种QSM初始结果生成模块 702的结构示意图。可选地，在上述实施例描述的装置中，所述QSM初始结果生成模块702，具体包括：

相位信息增强单元7021，用于对所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息进行增强处理，获得增强后的相位信息；

微分单元7022，用于对所述增强后的相位信息进行二阶微分，获得二阶微分的结果；

去卷绕单元7023，用于利用拉普拉斯核对所述二阶微分的结果在频域进行拉普拉斯逆变换，获得去卷绕后的相位结果；

QSM初始结果生成单元7024，用于对所述去卷绕后的相位结果去除背景场，再进行磁化率反演，获得所述QSM初始结果。

以上装置通过修正掩模，提高掩模的准确性，从而提高所得的QSM最终结果的准确性。在QSM结果准确性提高的基础上进行临床医学的病症分析，能够提高病症分析的准确性，避免延误患者病情。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于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：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种定量磁化率成像的方法，其特征在于，应用于对脑组织的定量磁化率成像，包括：

对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据，所述预扫描的翻转角大于所述正扫描的翻转角，所述预扫描的序列重复时间和回波时间分别小于所述正扫描的序列重复时间和回波时间；

利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果；

利用所述正扫描数据对应的重建结果的幅度信息生成所述脑组织的掩模M1；

利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述M1的修正参数W；

利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2；

利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM最终结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述M1的修正参数W，具体包括：

利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息获得相位定性图；

利用预设阈值对所述相位定性图进行处理，根据处理结果生成所述M1的修正参数W。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2，具体包括：

将所述M1和所述W对应位置的像素值进行叠加获得叠加后的结果，将所述叠加后的结果中非零点的值设置为1，获得所述M2。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM最终结果，具体包括：

将所述QSM初始结果和所述M2对应位置的像素进行点乘获得所述脑组织的QSM最终结果。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果，具体包括：

对所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息进行增强处理，获得增强后的相位信息；

对所述增强后的相位信息进行二阶微分，获得二阶微分的结果；

利用拉普拉斯核对所述二阶微分的结果在频域进行拉普拉斯逆变换，获得去卷绕后的相位结果；

对所述去卷绕后的相位结果去除背景场，再进行磁化率反演，获得所述QSM初始结果。

6.一种定量磁化率成像的装置，其特征在于，应用于对脑组织的定量磁化率成像，包括：

扫描模块，用于对所述脑组织分别进行磁共振成像的预扫描和正扫描获得对应的预扫描数据和正扫描数据，所述预扫描的翻转角大于所述正扫描的翻转角，所述预扫描的序列重复时间和回波时间分别小于所述正扫描的序列重复时间和回波时间；

QSM初始结果生成模块，用于利用所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述脑组织的定量磁化率成像QSM初始结果；

掩模第一生成模块，用于利用所述正扫描数据对应的重建结果的幅度信息生成所述脑组织的掩模M1；

修正参数获取模块，用于利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息生成所述M1的修正参数W；

掩模第二生成模块，用于利用所述W对所述M1进行修正获得所述脑组织的修正后掩模M2；

QSM最终结果生成模块，用于利用所述M2对所述QSM初始结果进行修正获得所述脑组织的QSM最终结果。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述修正参数获取模块，具体包括：

相位定性图获取单元，用于利用所述预扫描数据对应的重建结果的相位信息获得相位定性图；

修正参数获取单元，用于利用预设阈值对所述相位定性图进行处理，根据处理结果生成所述M1的修正参数W。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述掩模第二生成模块，具体包括：

掩模第二生成单元，用于将所述M1和所述W对应位置的像素值进行叠加获得叠加后的结果，将所述叠加后的结果中非零点的值设置为1，获得所述M2。

9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述QSM最终结果生成模块，具体包括：

QSM最终结果生成单元，用于将所述QSM初始结果和所述M2对应位置的像素进行点乘获得所述脑组织的QSM最终结果。

10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述QSM初始结果生成模块，具体包括：

相位信息增强单元，用于对所述正扫描数据对应的重建结果的相位信息进行增强处理，获得增强后的相位信息；

微分单元，用于对所述增强后的相位信息进行二阶微分，获得二阶微分的结果；

去卷绕单元，用于利用拉普拉斯核对所述二阶微分的结果在频域进行拉普拉斯逆变换，获得去卷绕后的相位结果；

QSM初始结果生成单元，用于对所述去卷绕后的相位结果去除背景场，再进行磁化率反演，获得所述QSM初始结果。

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