CN111751771A - 一种水脂分离装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种水脂分离装置及方法，其中，方法包括：获取水与脂肪的相位相同的同相图以及水与脂肪的相位不同的部分反相图；其中，部分反相图中，水与脂肪的相位差大于0°且小于180°；根据同相图的同相幅度以及部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值；通过相位确定部分反相图中，每个像素点的水幅度值；根据每个像素点的水幅度值重建分离后的水图像。在上述方案中，采集的两幅图像中的水脂相位，分别为相同和相差0‑180°，然后通过两幅图像的相对相位和幅度得到只有水信号的图像。因此，由于水脂没有完全反相，出现信号为0的区域减少，总体信噪比变高，受噪声影响降低，也就是说，水脂分离得到的结果准确度较高。

Description

一种水脂分离装置及方法
技术领域
本申请涉及医学成像处理领域，具体而言，涉及一种水脂分离装置及方法。
背景技术
在超导磁共振条件下，一次成像快速采集具有不同回波时间的两幅图像，即可通过两幅图像计算出只有水信号的图像和只有脂肪信号的图像，实现了医学成像非常重要的水脂分离功能。现有技术中的磁共振水脂分离技术是基于同反相位的水脂分离，即采集两幅图像，其中一个是水脂相位相同的同相图，另一幅是水脂相位相差180°的反相图。但是，水脂分界处由于水脂信号反相，所以会出现大量信号为0的区域，总体信噪比较低，受噪声影响较大，也就是说，水脂分离得到的结果准确度较低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种水脂分离装置及方法，用以解决水脂分离得到的结果准确度较低的技术问题。
为了实现上述目的，本申请实施例所提供的技术方案如下所示：
第一方面，本申请实施例提供一种水脂分离方法，包括：获取水与脂肪的相位相同的同相图以及所述水与所述脂肪的相位不同的部分反相图；其中，所述部分反相图中，所述水与所述脂肪的相位差大于0°且小于180°；根据所述同相图的同相幅度以及所述部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值；其中，所述第一幅度值大于所述第二幅度值，所述第一幅度值以及所述第二幅度值中的一个为所述水对应的水幅度值，另一个为所述脂肪对应的脂肪幅度值；通过相位确定所述部分反相图中，每个像素点的所述水幅度值；根据所述每个像素点的所述水幅度值重建分离后的水图像。在上述方案中，采集的两幅图像中的水脂相位，分别为相同和相差0-180°，然后通过两幅图像的相对相位和幅度得到只有水信号的图像。因此，由于水脂没有完全反相，出现信号为0的区域减少，总体信噪比变高，受噪声影响降低，也就是说，水脂分离得到的结果准确度较高。
在本申请的可选实施例中，所述通过相位确定所述部分反相图中，每个像素点的所述水幅度值，包括：确定所述部分反相图中相位梯度最大的第一像素点；确定所述第一像素点的所述水幅度值；利用所述第一幅度值以及所述第二幅度值对所述第一像素点的相位进行修正，得到修正后的第一修正相位；以所述第一像素点为起点进行区域增长式计算，引入多个新的第二像素点，并确定所述第二像素点的所述水幅度值。在上述方案中，可以利用区域增长式计算，得到部分反相图中，每个像素点是以水为主还是以脂肪为主，且由于不需要反复试探同一个点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度，从而可以用于动态增强的实时快速出图。
在本申请的可选实施例中，所述确定所述第一像素点的所述水幅度值，包括：计算以所述第一像素点为圆心、第一预设大小为半径的圆内，多个第三像素点的第一平均相位；其中，所述第三像素点为与所述第一像素点的相位差大于预设相位差的像素点；判断所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是否是超前的；若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是超前的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是落后的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。在上述方案中，可以通过比较第三像素点的第一平均相位以及第一像素点的相位，确定第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，从而不需要反复试探第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度。
在本申请的可选实施例中，所述利用所述第一幅度值以及所述第二幅度值对所述第一像素点的相位进行修正，得到修正后的第一修正相位，包括：根据如下公式确定所述第一修正相位：
Pfix＝P0+angle(W+F×cos(α))；
其中，Pfix为所述第一修正相位，P0为所述第一像素的原始相位，W为所述水幅度值，F为所述脂肪幅度值，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。在上述方案中，可以利用第一幅度值以及第二幅度值对第一像素点的相位进行修正，以利用修正后的第一像素点的相位确定其他像素点是以水为主还是以脂肪为主。
在本申请的可选实施例中，所述确定所述第二像素点的所述水幅度值，包括：计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度时，所述第二像素点的第二修正相位，以及，计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度时，所述第二像素点的第三修正相位；计算以所述第二像素点为圆心、第二预设大小为半径的圆内，多个第四像素点的第二平均相位；其中，所述第四像素点为相位修正完成的像素点；判断所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值是否大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值；在所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值不大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；在所述第二修正相位与所述平均相位的差值大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。在上述方案中，可以利用区域增长式计算，得到部分反相图中，每个像素点是以水为主还是以脂肪为主，且由于不需要反复试探同一个点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度，从而可以用于动态增强的实时快速出图。
在本申请的可选实施例中，所述根据所述同相图的同相幅度以及所述部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值，包括：根据如下公式确定所述第一幅度值以及所述第二幅度值：
Figure BDA0002567745760000041
Figure BDA0002567745760000042
其中，B为所述第一幅度值，S为所述第二幅度值，M1为所述同相幅度，M2为所述反相幅度，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。在上述方案中，利用同相图的同相幅度以及部分反相图的反相幅度，可以得到水和脂肪的两个幅度：第一幅度值以及第二幅度值。
在本申请的可选实施例中，所述获取水与脂肪的相位相同的同相图以及所述水与所述脂肪的相位不同的部分反相图，包括：在超导磁共振条件下，控制回波时间采集所述同相图以及所述部分反相图。在上述方案中，可以采用较短的回波间隔，采集到水脂同相图以及部分反相图。由于回波间隔越短，受磁场均匀度的影响越小，因此可以进一步的提高水脂分离得到的结果的准确度。
第二方面，本申请实施例提供一种水脂分离装置，包括：获取模块，用于获取水与脂肪的相位相同的同相图以及所述水与所述脂肪的相位不同的部分反相图；其中，所述部分反相图中，所述水与所述脂肪的相位差大于0°且小于180°；第一确定模块，用于根据所述同相图的同相幅度以及所述部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值；其中，所述第一幅度值大于所述第二幅度值，所述第一幅度值以及所述第二幅度值中的一个为所述水对应的水幅度值，另一个为所述脂肪对应的脂肪幅度值；第二确定模块，用于通过相位确定所述部分反相图中，每个像素点的所述水幅度值；重建模块，用于根据所述每个像素点的所述水幅度值重建分离后的水图像。在上述方案中，采集的两幅图像中的水脂相位，分别为相同和相差0-180°，然后通过两幅图像的相对相位和幅度得到只有水信号的图像。因此，由于水脂没有完全反相，出现信号为0的区域减少，总体信噪比变高，受噪声影响降低，也就是说，水脂分离得到的结果准确度较高。
在本申请的可选实施例中，所述第二确定模块还用于：确定所述部分反相图中相位梯度最大的第一像素点；确定所述第一像素点的所述水幅度值；利用所述第一幅度值以及所述第二幅度值对所述第一像素点的相位进行修正，得到修正后的第一修正相位；以所述第一像素点为起点进行区域增长式计算，引入多个新的第二像素点，并确定所述第二像素点的所述水幅度值。在上述方案中，可以利用区域增长式计算，得到部分反相图中，每个像素点是以水为主还是以脂肪为主，且由于不需要反复试探同一个点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度，从而可以用于动态增强的实时快速出图。
在本申请的可选实施例中，所述第二确定模块还用于：计算以所述第一像素点为圆心、第一预设大小为半径的圆内，多个第三像素点的第一平均相位；其中，所述第三像素点为与所述第一像素点的相位差大于预设相位差的像素点；判断所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是否是超前的；若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是超前的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是落后的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。在上述方案中，可以通过比较第三像素点的第一平均相位以及第一像素点的相位，确定第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，从而不需要反复试探第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度。
在本申请的可选实施例中，所述第二确定模块还用于：根据如下公式确定所述第一修正相位：
Pfix＝P0+angle(W+F×cos(α))；
其中，Pfix为所述第一修正相位，P0为所述第一像素的原始相位，W为所述水幅度值，F为所述脂肪幅度值，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。在上述方案中，可以利用第一幅度值以及第二幅度值对第一像素点的相位进行修正，以利用修正后的第一像素点的相位确定其他像素点是以水为主还是以脂肪为主。
在本申请的可选实施例中，所述第二确定模块还用于：计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度时，所述第二像素点的第二修正相位，以及，计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度时，所述第二像素点的第三修正相位；计算以所述第二像素点为圆心、第二预设大小为半径的圆内，多个第四像素点的第二平均相位；其中，所述第四像素点为相位修正完成的像素点；判断所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值是否大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值；在所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值不大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；在所述第二修正相位与所述平均相位的差值大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。在上述方案中，可以利用区域增长式计算，得到部分反相图中，每个像素点是以水为主还是以脂肪为主，且由于不需要反复试探同一个点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度，从而可以用于动态增强的实时快速出图。
在本申请的可选实施例中，所述第一确定模块还用于：根据如下公式确定所述第一幅度值以及所述第二幅度值：
Figure BDA0002567745760000061
Figure BDA0002567745760000071
其中，B为所述第一幅度值，S为所述第二幅度值，M1为所述同相幅度，M2为所述反相幅度，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。在上述方案中，利用同相图的同相幅度以及部分反相图的反相幅度，可以得到水和脂肪的两个幅度：第一幅度值以及第二幅度值。
在本申请的可选实施例中，所述获取模块还用于：在超导磁共振条件下，控制回波时间采集所述同相图以及所述部分反相图。在上述方案中，可以采用较短的回波间隔，采集到水脂同相图以及部分反相图。由于回波间隔越短，受磁场均匀度的影响越小，因此可以进一步的提高水脂分离得到的结果的准确度。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如第一方面中的水脂分离方法。
第四方面，本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如第一方面中的水脂分离方法。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本申请实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种水脂分离方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的步骤S103的具体实施方式的流程图；
图3为本申请实施例提供的步骤S202的具体实施方式的流程图；
图4为本申请实施例提供的步骤S204的具体实施方式的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种水脂分离装置的结构框图；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
人体磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)信号主要来源于两种成分：水和脂肪。水分子中的氢质子的化学键为O-H键，而脂肪分子中氢质子的化学键为C-H键。由于这两种结构中氢质子周围电子云分布的不同，造成水分子中氢质子所感受到的磁场强度稍高些，因此，水分子中氢质子的共振频率高于脂肪分子中氢质子的共振频率。
现有技术中的Dixon法是一种在MRI中用以产生纯水质子影像的方法，其基本原理是分别采集水和脂肪质子的同相位(In Phase)和反相位(Opposed-phase)两种回波信号，两种不同相位的信号通过运算，去除脂肪信号，产生一幅纯水质的影像，从而达到脂肪抑制的目的。
然后，在上述方法中，在水脂分界处由于水脂信号反相，所以会出现大量信号为0的区域，因此总体信噪比较低，受噪声影响较大，也就是说，水脂分离得到的结果准确度较低。
基于上述分析，本申请实施例提供一种水脂分离方法，该水脂分离方法采集的两幅图像中的水脂相位，分别为相同和相差0-180°，然后通过两幅图像的相对相位和幅度得到只有水信号的图像。因此，由于水脂没有完全反相，出现信号为0的区域减少，总体信噪比变高，受噪声影响降低，也就是说，水脂分离得到的结果准确度较高。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种水脂分离方法的流程图，该水脂分离方法可以包括如下：
步骤S101：获取水与脂肪的相位相同的同相图以及水与脂肪的相位不同的部分反相图。
步骤S102：根据同相图的同相幅度以及部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值。
步骤S103：通过相位确定部分反相图中，每个像素点的水幅度值。
步骤S104：根据每个像素点的水幅度值重建分离后的水图像。
具体的，首先可以获取两幅图像，分别为：水信号(水对应的信号)的相位与脂肪信号(脂肪对应的信号)的相位相同的同相图，以及水信号的相位与脂肪信号的相位不相同的部分反相图。其中，在部分反相图中，水信号的相位与脂肪信号的相位差大于0°且小于180°，例如：70°、130°、150°等，本申请实施例对此不作具体的限定。
作为一种实施方式，上述步骤S101可以包括如下步骤：
在超导磁共振条件下，控制回波时间采集同相图以及部分反相图。
其中，在恒定磁场的氢质子，在相应的射频脉冲激发后，吸收能量发生共振。激发停止后，共振的质子恢复到原来状态，并释放出电磁能量，将该信号转化为图像信号称为磁共振。而回波时间，是指射频脉冲放射后到采集回波信号之间的时间，可以通过控制回波时间的长短采集不同相位的图像。
与现有技术相比，由于不需要采集180°的反相图，因此可以采用较短的回波间隔，从而使得受磁场均匀度的影响越小，因此可以进一步的提高水脂分离得到的结果的准确度。举例来说。在1.5特斯拉(T)超导条件下，以梯度回波为例，同反相位技术(即采集同相图及180°反相图)采集的两个回波间的时间差是2.38ms，而相差130°的非同反相位技术(即采集同相图及130°部分反相图)采集的两个回波之间的时间间隔则只需要1.7ms，因此，非同反相位技术受磁场均匀度的影响可以降低到同反相位的75％。
在获取到同相图以及部分反相图之后，可以根据同相图的同相幅度以及部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值。其中，第一幅度值大于第二幅度值，且第一幅度值以及第二幅度值中的一个为水对应的水幅度值，另一个为脂肪对应的脂肪幅度值。即，可能存在两种情况：水幅度值为第一幅度值，脂肪幅度值为第二幅度值；水幅度值为第二幅度值，脂肪幅度值为第一幅度值。
其中，确定水幅度值为第一幅度值还是第二幅度值的具体实施方式将在后续实施例中进行详细的说明，此处暂不介绍。
作为一种实施方式，上述步骤S102可以包括如下步骤：
根据如下公式确定第一幅度值以及第二幅度值：
Figure BDA0002567745760000101
Figure BDA0002567745760000102
其中，B为第一幅度值，S为第二幅度值，M1为同相图的同相幅度，M2为部分反相图的反相幅度，α为部分反相图中水与脂肪的相位差，且0°<α<180°。显然，B>S。
然后，可以通过相位确定部分反相图中，每个像素点的水幅度值，并根据每个像素点的水幅度值重建分离后的水图像。
下面对如何通过相位确定部分反相图中每个像素点的水幅度值(即如何确定水幅度值为第一幅度值还是第二幅度值)进行详细的介绍。
请参照图2，图2为本申请实施例提供的步骤S103的具体实施方式的流程图，步骤S103具体可以包括如下步骤：
步骤S201：确定部分反相图中相位梯度最大的第一像素点。
步骤S202：确定第一像素点的水幅度值。
步骤S203：利用第一幅度值以及第二幅度值对第一像素点的相位进行修正，得到修正后的第一修正相位。
步骤S204：以第一像素点为起点进行区域增长式计算，引入多个新的第二像素点，并确定第二像素点的水幅度值。
具体的，可以在部分反相图中找到一个相位梯度最大的像素点作为第一像素点。其中，相位梯度指某点与相邻点之间的相位差，而相位梯度最大的像素点是部分反相图中信噪比高且伪影小的一个点，可以通过计算部分反相图中所有像素点的相位梯度，比较得到第一像素点。
然后，可以确定第一像素点的水幅度值。请参照图3，图3为本申请实施例提供的步骤S202的具体实施方式的流程图，上述步骤S202可以包括如下步骤：
步骤S301：计算以第一像素点为圆心、第一预设大小为半径的圆内，多个第三像素点的第一平均相位。
步骤S302：判断第一平均相位与第一像素点的相位相比是否是超前的。
步骤S303：若第一平均相位与第一像素点的相位相比是超前的，则第一像素点的水幅度值为第二幅度值。
步骤S304：若第一平均相位与第一像素点的相位相比是落后的，则第一像素点的水幅度值为第一幅度值。
其中，首先可以提取第一像素点附近的多个点，即以第一像素点为圆心、第一预设大小为半径的圆内的多个像素点。需要说明的是，本申请实施例对第一预设大小的具体数值大小不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的选择。然后，从圆内的多个像素点中，找到多个与第一像素点的相位差大于预设相位差的第三像素点。需要说明的是，本申请实施例对预设相位差的具体数值大小也不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的选择。再然后，计算多个第三像素点的平均相位作为第一平均相位。
将上述步骤中得到的第一平均相位与第一像素点的相位进行比较。由于水的共振频率高于脂肪，所以在部分反相图中信号相位相对超前的是水信号，相位相对落后的是脂肪信号。因此，若第一平均相位与第一像素点的相位相比是超前的，则第一像素点以脂肪为主，其对应的水幅度值为较小的第二幅度值；若第一平均相位与第一像素点的相位相比是落后的，则第一像素点以水为主，其对应的水幅度值为较大的第一幅度值。由此，可以确定第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，并进一步确定第一像素点的水对应的水幅度值。
可以理解的是，上述步骤S303及步骤S304为两个并列的步骤，可以仅执行步骤S303，也可以仅执行步骤S304。
在上述方案中，可以通过比较第三像素点的第一平均相位以及第一像素点的相位，确定第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，从而不需要反复试探第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度。
在确定第一像素点的水幅度值之后，可以利用第一幅度值以及第二幅度值对第一像素点的相位进行修正，得到修正后的第一修正相位。作为一种实施方式，上述步骤S203可以包括如下步骤：
根据如下公式确定第一修正相位：
Pfix＝P0+angle(W+F×cos(α))；
其中，Pfix为第一像素点的第一修正相位，P0为第一像素的原始相位，W为第一像素点的水幅度值，F为第一像素点的脂肪幅度值，α为部分反相图中水与脂肪的相位差。
然后，可以以第一像素点为起点进行区域增长式计算，引入多个新的第二像素点，并确定第二像素点的水幅度值。请参照图4，图4为本申请实施例提供的步骤S204的具体实施方式的流程图，上述步骤S204可以包括如下步骤：
步骤S401：计算第二像素点的水幅度值为第一幅度时，第二像素点的第二修正相位，以及，计算第二像素点的水幅度值为第二幅度时，第二像素点的第三修正相位。
步骤S402：计算以第二像素点为圆心、第二预设大小为半径的圆内，多个第四像素点的第二平均相位。
步骤S403：判断第二修正相位与第二平均相位的差值是否大于第三修正相位与第二平均相位的差值。
步骤S404：在第二修正相位与第二平均相位的差值不大于第三修正相位与第二平均相位的差值时，第二像素点的水幅度值为第二幅度值。
步骤S405：在第二修正相位与平均相位的差值大于第三修正相位与第二平均相位的差值时，第二像素点的水幅度值为第一幅度值。
其中，对于区域增长法新引入的为判断是以水为主还是以脂肪为主的像素点，分别计算第二像素点的水幅度值为第一幅度时第二像素点的第二修正相位以及第二像素点的水幅度值为第二幅度时第二像素点的第三修正相位。
下面对区域增长法进行简要的介绍。
第一步：建立14个先进先出的空队列。
第二步：将当前点的上、下、左、右的四个点中没有分析过的点放入第x个队列，其中，x为部分反相图的信号幅度除以部分反相图的信号幅度的最大值再乘以14后取整得到的值。
第三步：选取待分析的点，优先从序号大的队列中选取，即从序号大至小遇到的第一个非空队列，选取他的头一个点(即最先放入的点)并移出队列。
第四步：分析当前点，然后重复第二步开始的过程，直至所有队列都是空队列为止。
然后，计算新引入的像素点周围已经修正的点的相位的平均值，即计算以第二像素点为圆心、第二预设大小为半径的圆内，多个相位修正完成的第四像素点的第二平均相位。需要说明的是，与第一预设大小类似，本申请实施例对第二预设大小的具体数值大小也不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的选择。
将上述步骤中得到的第二平均相位与第二像素点的第三修正相位进行比较。在第二修正相位与第二平均相位的差值不大于第三修正相位与第二平均相位的差值时，第二像素点的水幅度值为较小的第二幅度值；在第二修正相位与平均相位的差值大于第三修正相位与第二平均相位的差值时，第二像素点的水幅度值为较大的第一幅度值。
可以理解的是，上述步骤S404及步骤S405为两个并列的步骤，可以仅执行步骤S404，也可以仅执行步骤S405。
在上述方案中，可以利用区域增长式计算，得到部分反相图中，每个像素点是以水为主还是以脂肪为主，且由于不需要反复试探同一个点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度，从而可以用于动态增强的实时快速出图。
请参照图5，图5为本申请实施例提供的一种水脂分离装置的结构框图，该水脂分离装置500可以包括：获取模块501，用于获取水与脂肪的相位相同的同相图以及所述水与所述脂肪的相位不同的部分反相图；其中，所述部分反相图中，所述水与所述脂肪的相位差大于0°且小于180°；第一确定模块502，用于根据所述同相图的同相幅度以及所述部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值；其中，所述第一幅度值大于所述第二幅度值，所述第一幅度值以及所述第二幅度值中的一个为所述水对应的水幅度值，另一个为所述脂肪对应的脂肪幅度值；第二确定模块503，用于通过相位确定所述部分反相图中，每个像素点的所述水幅度值；重建模块504，用于根据所述每个像素点的所述水幅度值重建分离后的水图像。
在本申请实施例中，采集的两幅图像中的水脂相位，分别为相同和相差0-180°，然后通过两幅图像的相对相位和幅度得到只有水信号的图像。因此，由于水脂没有完全反相，出现信号为0的区域减少，总体信噪比变高，受噪声影响降低，也就是说，水脂分离得到的结果准确度较高。
进一步的，所述第二确定模块503还用于：确定所述部分反相图中相位梯度最大的第一像素点；确定所述第一像素点的所述水幅度值；利用所述第一幅度值以及所述第二幅度值对所述第一像素点的相位进行修正，得到修正后的第一修正相位；以所述第一像素点为起点进行区域增长式计算，引入多个新的第二像素点，并确定所述第二像素点的所述水幅度值。
在本申请实施例中，可以利用区域增长式计算，得到部分反相图中，每个像素点是以水为主还是以脂肪为主，且由于不需要反复试探同一个点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度，从而可以用于动态增强的实时快速出图。
进一步的，所述第二确定模块503还用于：计算以所述第一像素点为圆心、第一预设大小为半径的圆内，多个第三像素点的第一平均相位；其中，所述第三像素点为与所述第一像素点的相位差大于预设相位差的像素点；判断所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是否是超前的；若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是超前的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是落后的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。
在本申请实施例中，可以通过比较第三像素点的第一平均相位以及第一像素点的相位，确定第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，从而不需要反复试探第一像素点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度。
进一步的，所述第二确定模块503还用于：根据如下公式确定所述第一修正相位：
Pfix＝P0+angle(W+F×cos(α))；
其中，Pfix为所述第一修正相位，P0为所述第一像素的原始相位，W为所述水幅度值，F为所述脂肪幅度值，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。
在本申请实施例中，可以利用第一幅度值以及第二幅度值对第一像素点的相位进行修正，以利用修正后的第一像素点的相位确定其他像素点是以水为主还是以脂肪为主。
进一步的，所述第二确定模块503还用于：计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度时，所述第二像素点的第二修正相位，以及，计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度时，所述第二像素点的第三修正相位；计算以所述第二像素点为圆心、第二预设大小为半径的圆内，多个第四像素点的第二平均相位；其中，所述第四像素点为相位修正完成的像素点；判断所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值是否大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值；在所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值不大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；在所述第二修正相位与所述平均相位的差值大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。
在本申请实施例中，可以利用区域增长式计算，得到部分反相图中，每个像素点是以水为主还是以脂肪为主，且由于不需要反复试探同一个点是以水为主还是以脂肪为主，因此可以提高计算速度，从而可以用于动态增强的实时快速出图。
进一步的，所述第一确定模块502还用于：根据如下公式确定所述第一幅度值以及所述第二幅度值：
Figure BDA0002567745760000171
Figure BDA0002567745760000172
其中，B为所述第一幅度值，S为所述第二幅度值，M1为所述同相幅度，M2为所述反相幅度，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。
在本申请实施例中，利用同相图的同相幅度以及部分反相图的反相幅度，可以得到水和脂肪的两个幅度：第一幅度值以及第二幅度值。
进一步的，所述获取模块501还用于：在超导磁共振条件下，控制回波时间采集所述同相图以及所述部分反相图。
在本申请实施例中，可以采用较短的回波间隔，采集到水脂同相图以及部分反相图。由于回波间隔越短，受磁场均匀度的影响越小，因此可以进一步的提高水脂分离得到的结果的准确度。
请参照图6，图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图，该电子设备600包括：至少一个处理器601，至少一个通信接口602，至少一个存储器603和至少一个通信总线604。其中，通信总线604用于实现这些组件直接的连接通信，通信接口602用于与其他节点设备进行信令或数据的通信，存储器603存储有处理器601可执行的机器可读指令。当电子设备600运行时，处理器601与存储器603之间通过通信总线604通信，机器可读指令被处理器601调用时执行上述水脂分离方法。
例如，本申请实施例的处理器601通过通信总线604从存储器603读取计算机程序并执行该计算机程序可以实现如下方法：获取水与脂肪的相位相同的同相图以及所述水与所述脂肪的相位不同的部分反相图；其中，所述部分反相图中，所述水与所述脂肪的相位差大于0°且小于180°；根据所述同相图的同相幅度以及所述部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值；其中，所述第一幅度值大于所述第二幅度值，所述第一幅度值以及所述第二幅度值中的一个为所述水对应的水幅度值，另一个为所述脂肪对应的脂肪幅度值；通过相位确定所述部分反相图中，每个像素点的所述水幅度值；根据所述每个像素点的所述水幅度值重建分离后的水图像。
处理器601可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器603可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
可以理解，图6所示的结构仅为示意，电子设备600还可包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。图6中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。于本申请实施例中，电子设备600可以是，但不限于台式机、笔记本电脑、智能手机、智能穿戴设备、车载设备等实体设备，还可以是虚拟机等虚拟设备。另外，电子设备600也不一定是单台设备，还可以是多台设备的组合，例如服务器集群，等等。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述实施例中水脂分离方法的步骤，例如包括：步骤S101：获取水与脂肪的相位相同的同相图以及水与脂肪的相位不同的部分反相图。步骤S102：根据同相图的同相幅度以及部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值。步骤S103：通过相位确定部分反相图中，每个像素点的水幅度值。步骤S104：根据每个像素点的水幅度值重建分离后的水图像。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。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，又例如，多个单元或组件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通信接口，装置或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。
另外，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。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水脂分离装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取水与脂肪的相位相同的同相图以及所述水与所述脂肪的相位不同的部分反相图；其中，所述部分反相图中，所述水与所述脂肪的相位差大于0°且小于180°；
第一确定模块，用于根据所述同相图的同相幅度以及所述部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值；其中，所述第一幅度值大于所述第二幅度值，所述第一幅度值以及所述第二幅度值中的一个为所述水对应的水幅度值，另一个为所述脂肪对应的脂肪幅度值；
第二确定模块，用于通过相位确定所述部分反相图中，每个像素点的所述水幅度值；
重建模块，用于根据所述每个像素点的所述水幅度值重建分离后的水图像。
2.根据权利要求1所述的水脂分离装置，其特征在于，所述第二确定模块还用于：
确定所述部分反相图中相位梯度最大的第一像素点；
确定所述第一像素点的所述水幅度值；
利用所述第一幅度值以及所述第二幅度值对所述第一像素点的相位进行修正，得到修正后的第一修正相位；
以所述第一像素点为起点进行区域增长式计算，引入多个新的第二像素点，并确定所述第二像素点的所述水幅度值。
3.根据权利要求2所述的水脂分离装置，其特征在于，所述第二确定模块还用于：
计算以所述第一像素点为圆心、第一预设大小为半径的圆内，多个第三像素点的第一平均相位；其中，所述第三像素点为与所述第一像素点的相位差大于预设相位差的像素点；
判断所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是否是超前的；
若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是超前的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；
若所述第一平均相位与所述第一像素点的相位相比是落后的，则所述第一像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。
4.根据权利要求2所述的水脂分离装置，其特征在于，所述第二确定模块还用于：
根据如下公式确定所述第一修正相位：
Pfix＝P0+angle(W+F×cos(α))；
其中，Pfix为所述第一修正相位，P0为所述第一像素的原始相位，W为所述水幅度值，F为所述脂肪幅度值，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。
5.根据权利要求2所述的水脂分离装置，其特征在于，所述第二确定模块还用于：
计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度时，所述第二像素点的第二修正相位，以及，计算所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度时，所述第二像素点的第三修正相位；
计算以所述第二像素点为圆心、第二预设大小为半径的圆内，多个第四像素点的第二平均相位；其中，所述第四像素点为相位修正完成的像素点；
判断所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值是否大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值；
在所述第二修正相位与所述第二平均相位的差值不大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第二幅度值；
在所述第二修正相位与所述平均相位的差值大于所述第三修正相位与所述第二平均相位的差值时，所述第二像素点的所述水幅度值为所述第一幅度值。
6.根据权利要求1所述的水脂分离装置，其特征在于，所述第一确定模块还用于：
根据如下公式确定所述第一幅度值以及所述第二幅度值：
Figure FDA0002567745750000031
Figure FDA0002567745750000032
其中，B为所述第一幅度值，S为所述第二幅度值，M1为所述同相幅度，M2为所述反相幅度，α为所述部分反相图中所述水与所述脂肪的所述相位差。
7.根据权利要求1所述的水脂分离装置，其特征在于，所述获取模块还用于：
在超导磁共振条件下，控制回波时间采集所述同相图以及所述部分反相图。
8.一种水脂分离方法，其特征在于，包括：
获取水与脂肪的相位相同的同相图以及所述水与所述脂肪的相位不同的部分反相图；其中，所述部分反相图中，所述水与所述脂肪的相位差大于0°且小于180°；
根据所述同相图的同相幅度以及所述部分反相图的反相幅度，确定第一幅度值以及第二幅度值；其中，所述第一幅度值大于所述第二幅度值，所述第一幅度值以及所述第二幅度值中的一个为所述水对应的水幅度值，另一个为所述脂肪对应的脂肪幅度值；
通过相位确定所述部分反相图中，每个像素点的所述水幅度值；
根据所述每个像素点的所述水幅度值重建分离后的水图像。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线；
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求8所述的水脂分离方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被计算机运行时，使所述计算机执行如权利要求8所述的水脂分离方法。
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