CN115774228A - 磁共振成像系统中梯度校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁共振成像系统中梯度校准方法和装置，该方法包括：将球形模体置于磁共振成像系统中的扫描区域中心；获取球形模体至少两个方位的磁共振图像；根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点；根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向上的增益；其中，增益包括由磁共振成像系统中梯度线圈产生的增益；根据各个方向上的增益分别校准磁共振成像系统对应方向上的梯度。使用本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法只需要提前获取球形模体半径，其余参数均非人工手动测量，不但避免了人为误差的引入，还能够提高增益测量的精确性，从而提高梯度校准的效率。

Description

磁共振成像系统中梯度校准方法和装置

技术领域

本申请涉及梯度校准领域，具体而言，涉及一种磁共振成像系统中梯度校准方法和装置。

背景技术

磁共振成像系统中线圈由X、Y、Z三组线圈组成，能够产生X、Y、Z三个方向的梯度磁场。梯度磁场的大小决定扫描图像的尺寸大小，由于磁共振系统硬件的制造误差和梯度线圈X、Y、Z设计形式等差异，每台磁共振系统都需要校准梯度输出的大小，以保证被扫描对象的尺寸不失真；因此，需要磁共振成像系统中的梯度进行校准。

传统磁共振传统的梯度校准方法是利用方形模体，将方向模体置于磁体中心，扫描冠状位、矢状位、横断位的图像，通过测量图像上三个方向上的水模长度和实际的水模长度来计算梯度增益。但该方法容易引入人为误差，且对增益的计算不准确，导致校准效率低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种磁共振成像系统中梯度校准方法和装置，使用球形模体置于磁中心，扫描至少两个方位的磁共振图像；根据磁共振图像和球形模体的实际半径计算对应方位的增益。使用本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法只需要提前获取球形模体半径，其余参数均非人工手动测量，不但避免了人为误差的引入，还能够提高增益测量的精确性，从而提高梯度校准的效率。

第一方面，本申请实施例提供一种磁共振成像系统中梯度校准方法，该方法包括：将球形模体置于磁共振成像系统中的扫描区域中心；获取球形模体至少两个方位的磁共振图像；其中，方位包括冠状位、矢状位以及横断位；冠状位所在平面为x轴和z轴所在平面；横断位为x轴和y轴所在平面；矢状位所在平面为y轴和z轴所在平面；根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点；根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向(即，x轴方向、y轴方向和z轴方向)上的增益；其中，增益包括由磁共振成像系统中梯度线圈产生的增益；根据各个方向上的增益分别校准磁共振成像系统对应方向上的梯度。

在上述实现过程中，本申请实施例提供的磁共振成像系统梯度校准方法使用球形水模作为校准被扫描物，通过拍摄模体至少两方位的图像；从图像上获取信息，计算各个方向上的增益，根据计算所得的增益值去调整磁共振系统的梯度。使用本申请实施例提供的磁共成像系统中梯度校准方法，不但能够避免人工误差，还能提高增益计算的精度，进而提高梯度校准的效率。

可选地，在本申请实施例中，磁共振图像包括横断位图像和矢状位图像；根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点，包括：根据磁共振图像获取横断位在x轴的轴向距离Rax和在y轴的轴向距离Ray，以及矢状位在y轴的轴向距离Rsy和在z轴的轴向距离Rsz；根据横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′；以及根据矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′。

在上述实现过程中，通过横断位和矢状位的磁共振图像分别获取各自的轴向距离、测量中心点和理论中心；本领技术人员可以理解上的是，这些数据均通过磁共振图像获取，并且在面对磁共振图像时知晓获取上述数据的方法，具备获取上述数据的能力。通过图像获取数据能够极大避免人工测量带来的误差，使梯度校准的效率得到提升。

可选地，在本申请实施例中，根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向的增益，包括：根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量；其中，中心点偏移量包括矢状位中心点偏移量Ds和横断位中心点偏移量Da；根据矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和球形模体的实际半径R分别计算横断位的实际切面半径Ra和矢状位的实际切面半径Rs；根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray计算增益；其中，增益包括x轴方向增益Sx、y轴方向增益Sy和z轴方向增益Sz。

在上述实现过程中，使用本申请实施例提供的磁共振系统中梯度校准方法能够根据获取的各个方位的图像，如矢状位和冠状位的磁共振图像；如磁共振成像系统存在增益，那么拍摄的磁共振图像上带有关于增益的信息。根据获取的磁共振图像推测拍摄方位在实际球形模体中的位置，最后根据实际位置与拍摄的磁共振图像之间的差异确定增益的大小；本申请实施例提供的磁共振系统中梯度校准方法，在增益计算过程中最少可以通过两张磁共振图像计算出x轴方向上的增益、y轴方向上的增益和z轴方向上的增益。

可选地，在本申请实施例中，根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量包括：获取矢状位理论中心点So的坐标和矢状位测量中心点So′的坐标，计算坐标点So与坐标点So′之间的距离，以获得横断位中心点偏移量Da；以及获取横断位理论中心点Ao的坐标和横断位的测量中心点Ao′的坐标，计算坐标点Ao与坐标点Ao′之间的距离，以获得矢状位中心点偏移量Ds。

在上述实现过程中，根据图像上的中心点与理论中心点之间的距离获取到横断位中心点偏移量Da和矢状位中心点偏移量Ds，偏移量存在的原因实质上在于存在增益；因此，使用本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法计算增益，准确度高。

可选地，在本申请实施例中，根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray计算增益包括：将横断位的实际切面半径Ra与Rax的比值作为Sx；将横断位的实际切面半径Ra与Ray的比值作为Sy1；将矢状位的实际切面半径Rs与Rsy的比值作为Sy2；将矢状位的实际切面半径Rs与Rsz的比值作为Sz；将Sy1与Sy2的平均值作为Sy。

在上述实现过程中，通过矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray联立方程组可分别计算出x轴方向上的增益、y轴方向上的增益和z轴方向上的增益；使用本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法，能够快速准确地计算出当前磁共振系统中各个方向上的增益。

可选地，在本申请实施例中，磁共振图像包括横断位图像、矢状位图像和冠状位图像；根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向上的增益，包括：根据磁共振图像获取横断位在x轴的轴向距离Rax和在y轴的轴向距离Ray，矢状位在y轴的轴向距离Rsy和在z轴的轴向距离Rsz，冠状位在x轴的轴向距离Rcx和z轴的轴向距离Rcz；根据横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′；根据矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′；以及根据冠状位图像获取冠状位理论中心点Co和冠状位测量中心点Co′；根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量；其中，中心点偏移量包括矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和冠状位偏移量Dc；根据矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da、冠状位中心点偏移量Dc和球形模体的实际半径R分别计算矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra和冠状位的实际切面半径Rc；根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、冠状位的实际切面半径Rc、Rsy、Rsz、Rax、Ray、Rcx和Rcz就算增益。

在上述实现过程中，本申请实施例提供的磁共振成像梯度校准方法可以通过获取横断位图像、矢状位图像和冠状位图像三个方位的图像对各个方向上的增益进行计算，在准确计算增益的前提下，能够进一步提高计算出的增益的精度。

可选地，在本申请实施例中，在根据方位对应的增益校准磁共振成像系统各个方向上的增益之后，方法还包括：重复多次矫正磁共振成像系统各个方向上的增益，并计算本次增益与上次增益之间的比值；判断本次增益与上次增益之间的比值是否小于预设值；若本次增益与上次增益之间的比值是小于预设值，则判定磁共振成像系统的梯度矫正完成。

在上述实现过程中，本申请实施例提供的磁共振成像系统可以多次对梯度进行矫正直到两次迭代梯度增益校准数值满足精度要求，能够使梯度校准更加准确。

第二方面，本申请实施例提供一种磁共振成像系统中梯度校准装置，其特征在于，装置包括：图像获取模块、轴向距离与中心点获取模块以及增益计算模块。图像获取模块，用于将球形模体置于磁共振成像系统中的扫描区域中心。图像获取模块，还用于获取球形模体至少两个方位的磁共振图像；其中，方位包括冠状位、矢状位以及横断位；冠状位所在平面为x轴和z轴所在平面；横断位为x轴和y轴所在平面；矢状位所在平面为y轴和z轴所在平面。轴向距离与中心点获取模块，用于根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点；以及增益计算模块，用于根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向(即，x轴方向、y轴方向和z轴方向)上的增益；其中，增益包括由磁共振成像系统中梯度线圈产生的增益；梯度校准模块，用于根据各个方向上的增益分别校准磁共振成像系统对应方向上的梯度。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器读取并运行所述程序指令时，执行上述任一实现方式中的步骤。

第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任一实现方式中的步骤。

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球形模体的坐标系统示意图；

图2为本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法的第一流程图；

图3为本申请实施例提供的横断位磁共振图像示意图；

图4为本申请实施例提供的矢状位磁共振图像示意图；

图5为本申请实施例提供的增益计算第一流程图；

图6为本申请实施例提供的矢状位磁共振图像对应的球形水模图像示意图；

图7为本申请实施例提供的矢状位中心点偏移示意图；

图8为本申请实施例提供的增益计算第二流程图；

图9为本申请实施例提供的梯度校准的第二流程图；

图10为本申请实施例提供的图像预处理流程图；

图11为本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准装置的模块示意图；

图12为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

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。例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本发明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。

申请人在研究过程中发现，磁共振成像系统中线圈由X、Y、Z三组线圈组成，能够产生X、Y、Z三个方向的梯度磁场。梯度磁场的大小决定扫描图像的尺寸大小，由于磁共振系统硬件的制造误差和梯度线圈X、Y、Z设计形式等差异，每台磁共振系统都需要校准梯度输出的大小，以保证扫描模体或人体的尺寸不失真。

传统磁共振传统的梯度校准方法是利用方形模体，将方向模体置于磁体中心，扫描冠状位、矢状位、横断位的图像，通过测量图像上三个方向上的水模长度和实际的水模长度来计算梯度增益。

但传统的磁共振系统的梯度校准方法存在以下两方面问题；第一，水模需要摆正；若水模和磁体成一定角度，那么扫描出来的图像将不和磁体Z方向平行，测量长度有误差，增益计算将不准确。第二，传统方法中水膜的长度是手动测量的，而方形模体的测量很可能由于测量人员差异或模体放置差异，导致测量不准确；也就是说，手动测量由于个人的经验和水平差异将引入人为误差。

基于此，本方案采用球形模体进行校准，球形模体置于磁中心，扫描至少两个方位的磁共振图像；根据获得的磁共振图像获得球形模体的横向距离、理论中心点和测量中心点；进一步地，根据球形模体的横向距离、理论中心点和测量中心点计算对应方位的增益。使用本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法只需要提前获取球形模体半径，其余参数均非人工手动测量，不但避免了人为误差的引入，还能够提高增益测量的精确性，从而提高梯度校准的效率。

在介绍本申请具体方法之前先对磁共振成像系统中拍摄方位与坐标系统进行介绍。请参看图1，图1为本申请实施例提供的球形模体的坐标系统示意图；本领域技术人员可以理解的是，冠状位所在平面为x轴和z轴所在平面；横断位为x轴和y轴所在平面；矢状位所在平面为y轴和z轴所在平面。

需要说明的是，本申请实施例只提供一种示例性的建立坐标系的方法，实际应用中三维坐标系的轴可以进行交换，也可以转化为球坐标系、极坐标系或其他坐标系，本申请实施例使用的三维直角坐标不能成为本申请实施例梯度校准方法的限制。

请参看图2，图2为本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法的第一流程图；

步骤S100：将球形模体置于磁共振成像系统中的扫描区域中心。

在上述步骤S100中，将球形模体置于磁共振系统中的扫描区域；示例性地，球形模体为球形水膜；将球形水模置于扫描床，用激光灯定位后进床，使水模位于磁体中心位置。

可以立理解的是，磁共振成像系统由磁体、梯度线圈和发射线圈等组成，扫描时需使被扫描对象位于磁体中心，才能准确获取被扫描对象的磁共振图像；也就是说，本申请实施例中的球形水模需要置于磁体中心。

步骤S101：获取球形模体至少两个方位的磁共振图像。

在上述步骤S101中，获取球形模体至少两个方位的磁共振图像；其中，方位包括冠状位、矢状位以及横断位。

需要说明的是，冠状位、矢状位和横断位通常是指按照人体前后，从而划分人体站立时的体位。冠状位指额状面；矢状位指将人体纵切为左、右两部分；横断位指水平面；本申请实施例提供的磁共振成像系统梯度校准方法以球形模体作为校准物，模拟人体的冠状位、矢状位和横断位；具体地，冠状位所在平面为球形模体x轴和z轴所在平面；横断位为球形模体x轴和y轴所在平面；矢状位所在平面为球形模体y轴和z轴所在平面。

步骤S102：根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点。

在上述步骤S102中，根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点。可以理解的，当磁共振系统不存在增益，磁共振系统拍摄到的球形模体图像应为圆形；但当磁共振系统存在梯度增益时，拍摄到的磁共振图像中的球形模体可能为椭圆形。

根据磁共振系统拍摄到的磁共振图像，分别获取图像中椭圆的长轴与短轴的长度；从磁共振图像获取球形模体理论中心点以及测量中心点，在本申请实施例中，认为球形模体在拍摄时就位于成像区域的中心；也就是说，认为获取到的磁共振图像的中心即为理论中心点。

步骤S103：根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向(即，x轴方向、y轴方向和z轴方向)上的增益；

在上述步骤S103中，根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向上的增益。也就是说，本申请实施例通过两张或两张以上的磁共振图像就能够计算出x方向上的增益、y方向上的增益和z方向上的增益。

步骤S104：根据各个方向上的增益分别校准磁共振成像系统对应方向上的梯度。

在上述步骤S104中，根据各个方向上的增益分别校准磁共振成像系统对应方向上的增益；示例性地，获取了x方向上的增益，根据计算获得的x方向上的增益去校准x方向上的梯度，其他方向也与之类似。

通过图2可知，本申请实施例提供的磁共振成像系统梯度校准方法使用球形水模最为校准被扫描物，通过拍摄模体至少两方位的图像；从图像上获取信息，计算各个方向上的增益，根据计算所得的增益值去调整磁共振系统的梯度。使用本申请实施例提供的磁共成像系统中梯度校准方法，不但能够避免人工误差，还能提高增益计算的精度，进而提高梯度校准的效率。

请参看图3和图4，图3为本申请实施例提供的横断位磁共振图像示意图；图4为本申请实施例提供的矢状位磁共振图像示意图；提供一种根据两个方位磁共振图像进行梯度校准的方案，以获取球形模体的横断位和矢状位图像为例进行说明。

在获取到球形模体的横断位和矢状位图像之后，分别根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点。

示例性地，请参看图3和图4，根据磁共振图像获取横断位在x轴的轴向距离Rax和在y轴的轴向距离Ray；矢状位在y轴的轴向距离Rsy和在z轴的轴向距离Rsz。

示例性地，请参看图3和图4，根据横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′，根据矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′。

值得注意的是，图4和图3为磁共振成像系统分别拍摄到的横断位图像和矢状位图像，并非实际球形模体的图像。图4与图3并非圆形的原因在于存在增益；且图4和图3中椭圆大小也不一致的原因在于，各个方向上的梯度增益可能一致，也可能存在差异。

在上述实现过程中，通过横断位和矢状位的磁共振图像分别获取各自的轴向距离、测量中心点和理论中心；本领技术人员可以理解上的是，这些数据均通过磁共振图像获取，并且在面对磁共振图像时知晓获取上述数据的方法，具备获取上述数据的能力。通过图像获取数据能够极大避免人工测量带来的误差，使梯度校准的效率得到提升。

请参看图5，图5为本申请实施例提供的增益计算第一流程图；请结合参看图6，图6为本申请实施例提供的矢状位磁共振图像对应的球形水模图像示意图；根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向上的增益包括：

步骤S200：根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量。

在上述步骤S200中，根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量；也就是说，分别计算矢状位中心点偏移量Ds和横断位中心点偏移量Da。本领域技术人员可以理解的是，中心点偏移量是测量到的中心点与理论的中心点之间的距离；在一些可能的情况中，水模并未放置于成像区域中心，导致拍摄出来的椭圆圆心与理论的中心点存在一定距离。

步骤S201：根据矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和球形模体的实际半径R分别计算横断位的实际切面半径Ra和矢状位的实际切面半径Rs。

在上述步骤S201中，根据矢状位中心点偏移量Dx和球形模体的实际半径R计算横断位的实际切面半径Ra；根据横断位中心点偏移量Da和球形模体的实际半径R计算矢状位的实际切面半径Rs。示例性地，根据公式

和公式

其中，Sx为x轴方向上的增益，Sz为z轴方向上的增益；可以通过上面的两个公式将Ra和Rs分别表示为含有Sz和Sx的函数式。

示例性地，请参看图6，图6以矢状位为例做了计算矢状位的实际切面半径Rs的示例。需要再次说明的是，图6是实际的水膜球体，图6中的面S1是推测的与图4中矢状位对应的实际位置。在图6中，矢状位中心点偏移量Dx在x方向上的增益Sx作用下，使Dx变短或变长；但在图6中，始终满足

由此可将Rs标识为含有未知数Sx的函数式。

步骤S202：根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax、Ray计算增益。

在上述步骤S202中，根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray计算增益；能够分别得到Sx、Sy和Sz。

通过图5与图6可知，使用本申请实施例提供的磁共振系统中梯度校准方法能够根据获取的各个方位的图像，如矢状位和冠状位的磁共振图像；如磁共振成像系统存在增益，那么拍摄的磁共振图像上带有关于增益的信息。根据获取的磁共振图像推测拍摄方位在实际球形模体中的位置，最后根据实际位置与拍摄的磁共振图像之间的差异确定增益的大小；本申请实施例提供的磁共振系统中梯度校准方法，在增益计算过程中最少可以通过两张磁共振图像计算出x轴方向上的增益、y轴方向上的增益和z轴方向上的增益。

在一可选地实施例中，根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量包括获取矢状位理论中心点So的坐标和矢状位测量中心点So′的坐标，计算坐标点So与坐标点So′之间的距离，以获得横断位中心点偏移量Da。

示例性地，请参看图7，图7为本申请实施例提供的矢状位中心点偏移示意图。图7的外框示出了磁共振图像的边界；So为矢状位磁共振图像的中心点，也是椭圆理论上应该在的位置；So′是矢状位磁共振图像上椭圆的中心点；也就是说，坐标点So与坐标点So′之间的距离就是横断位中心点偏移量Da。

同样地，获取横断位理论中心点Ao的坐标和横断位的测量中心点Ao′的坐标，计算坐标点Ao与坐标点Ao′之间的距离，以获得矢状位中心点偏移量Ds。

在上述实现过程中，根据图像上的中心点与理论中心点之间的距离获取到横断位中心点偏移量Da和矢状位中心点偏移量Ds，偏移量存在的原因实质上在于存在增益；因此，使用本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法计算增益，准确度高。

请参看图8，图8为本申请实施例提供的增益计算第二流程图；根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray计算增益包括：

步骤S300：将横断位的实际切面半径Ra与Rax的比值作为Sx。

在上述步骤S300中，在获取横断位的实际切面半径Ra和磁共振图像中横断位在x轴的轴向距离Rax；可以理解的是，实际切面半径Ra和图像上的轴向距离Rax理论上应当一致，但由于x轴方向上的增益导致二者不一致。也就是说，

成立。

步骤S301：将横断位的实际切面半径Ra与Ray的比值作为Sy1；将矢状位的实际切面半径Rs与Rsy的比值作为Sy2。

在上述步骤S301中，将横断位的实际切面半径Ra与Ray的比值作为Sy1，即能够得到公式

将矢状位的实际切面半径Rs与Rsy的比值作为Sy2，即能够得到公式

步骤S302：将矢状位的实际切面半径Rs与Rsz的比值作为Sz。

在上述步骤S302中，将矢状位的实际切面半径Rs与Rsz的比值作为Sz，即能够得到公式

步骤S303：将Sy1与Sy2的平均值作为Sy。

需要说明的是，上述步骤S300-步骤S302没有明确的先后顺序，本文只是采用步骤S300-步骤S302的方式进行相应的描述。

示例性地，在上述过程中，分别计算了横断位在x轴的轴向距离Rax、横断位在y轴的轴向距离Ray、矢状位在y轴的轴向距离Rsy、矢状位在z轴的轴向距离Rsz、矢状位中心点偏移量Ds和横断位中心点偏移量Da；根据前文分析可知，通过联立下列方程组：

能计算出x轴方向上的增益、y轴方向上的增益和z轴方向上的增益。

通过图8可知，通过矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray联立方程组可分别计算出x轴方向上的增益、y轴方向上的增益和z轴方向上的增益；使用本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法，能够快速准确地计算出当前磁共振系统中各个方向上的增益。

在一可选地实施例中，还可通过横断位图像、矢状位图像和冠状位图像共同求取各个方向上的增益；同样地，根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算与各个方向上的增益。示例性地，根据磁共振图像获取横断位在x轴的轴向距离Rax和在y轴的轴向距离Ray，矢状位在y轴的轴向距离Rsy和在z轴的轴向距离Rsz，冠状位在x轴的轴向距离Rcx和z轴的轴向距离Rcz；

根据横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′；根据矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′；以及根据冠状位图像获取冠状位理论中心点Co和冠状位测量中心点Co′；

根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量；其中，中心点偏移量包括矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和冠状位偏移量Dc；

根据矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da、冠状位中心点偏移量Dc和球形模体的实际半径R分别计算矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra和冠状位的实际切面半径Rc；

根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、冠状位的实际切面半径Rc、Rsy、Rsz、Rax、Ray、Rcx、Rcz计算增益。

由此可知，本申请实施例提供的磁共振成像梯度校准方法可以通过获取横断位图像、矢状位图像和冠状位图像三个方位的图像对各个方向上的增益进行计算，在准确计算增益的前提下，能够进一步提高计算出的增益的精度。

请参看图9，图9为本申请实施例提供的梯度校准的第二流程图；

步骤S400：预扫描获取磁共振图像。

步骤S401：进行梯度增益校准。

步骤S402：计算本次增益与上次增益之间的比值。

步骤S403：判断本次增益与上次增益之间的比值是否小于预设值。

步骤S404：若本次增益与上次增益之间的比值是小于预设值，则判定磁共振成像系统的梯度矫正完成。

在上述步骤S400-S404中，在每次校准的开始，先获取磁共振成像图像；进一步，根据图像计算增益，从而实现单次的梯度校准；在本次校准结束后，计算本次增益与上次增益之间的比值，若比值小于预设值就可以认定校准完成。其中，预设值一般是厂家定义的标准值，例如0.5％。

通过图9可知，本申请实施例提供的磁共振成像系统可以多次对梯度进行矫正直到两次迭代梯度增益校准数值满足精度要求，能够使梯度校准更加准确。

在一可选地实施例中，请结合参看图10，图10为本申请实施例提供的图像预处理流程图；该方法包括：

步骤S500：获取磁共振图像。

在上述步骤S500中，获取磁共振图像，可以获取球形模体的横断位图像、矢状位图像和冠状位图像的其二，也可三者都获取。

步骤S501：将磁共振图像转化为2D图像。

步骤S502：确定2D图像中的最大连通域。

步骤S503：提取最大连通域的边缘，将其拟合为椭圆，并提取椭圆的长轴和短轴长度。

通过图10可知，本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准方法在获取到磁共振图像后，对磁共振图像进行了预处理，并获取了基础数据；因此，能够保证增益计算的准确性。

请参看图11，图11为本申请实施例提供的磁共振成像系统中梯度校准装置的模块示意图；该装置100包括：图像获取模块110、轴向距离与中心点获取模块120以及增益计算模块130和梯度校准模块140。

图像获取模块110，用于将球形模体置于磁共振成像系统中的扫描区域中心。图像获取模块110，还用于获取球形模体至少两个方位的磁共振图像；其中，方位包括冠状位、矢状位以及横断位；冠状位所在平面为x轴和z轴所在平面；横断位为x轴和y轴所在平面；矢状位所在平面为y轴和z轴所在平面。

轴向距离与中心点获取模块120，用于根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点。

增益计算模块130，用于根据所述轴向距离、所述理论中心点和所述测量中心点计算各个方向上(即，x轴方向、y轴方向和z轴方向)的增益；其中，增益包括由磁共振成像系统中梯度线圈产生的增益。

梯度校准模块140，用于根据各个方向上的增益分别校准磁共振成像系统对应方向上的梯度。

在一可选地实施例中，磁共振图像包括横断位图像和矢状位图像；轴向距离与中心点获取模块120根据磁共振图像获取球形模体的轴向距离、球形模体的理论中心点和测量中心点包括：轴向距离与中心点获取模块120根据磁共振图像获取横断位在x轴的轴向距离Rax和在y轴的轴向距离Ray，以及矢状位在y轴的轴向距离Rsy和在z轴的轴向距离Rsz；根据横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′；以及轴向距离与中心点获取模块120根据矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′。

在一可选地实施例中，增益计算模块130根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向的增益包括：根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量；其中，中心点偏移量包括矢状位中心点偏移量Ds和横断位中心点偏移量Da；根据矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和球形模体的实际半径R分别计算横断位的实际切面半径Ra和矢状位的实际切面半径Rs；增益计算模块130根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray计算增益；其中，增益包括x轴方向增益Sx、y轴方向增益Sy和z轴方向增益Sz。

在一可选地实施例中，轴向距离与中心点获取模块120根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量包括：轴向距离与中心点获取模块120获取矢状位理论中心点So的坐标和矢状位测量中心点So′的坐标，计算坐标点So与坐标点So′之间的距离，以获得横断位中心点偏移量Da；以及获取横断位理论中心点Ao的坐标和横断位的测量中心点Ao′的坐标，轴向距离与中心点获取模块120计算坐标点Ao与坐标点Ao′之间的距离，以获得矢状位中心点偏移量Ds。

在一可选地实施例中，增益计算模块130根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、Rsy、Rsz、Rax和Ray计算增益包括：增益计算模块130将横断位的实际切面半径Ra与Rax的比值作为Sx；将横断位的实际切面半径Ra与Ray的比值作为Sy1；增益计算模块130将矢状位的实际切面半径Rs与Rsy的比值作为Sy2；将矢状位的实际切面半径Rs与Rsz的比值作为Sz；增益计算模块130将Sy1与Sy2的平均值作为Sy。

在一可选地实施例中，磁共振图像包括横断位图像、矢状位图像和冠状位图像；增益计算模块130根据轴向距离、理论中心点和测量中心点计算各个方向上的增益包括：增益计算模块130根据磁共振图像获取横断位在x轴的轴向距离Rax和在y轴的轴向距离Ray，矢状位在y轴的轴向距离Rsy和在z轴的轴向距离Rsz，冠状位在x轴的轴向距离Rcx和z轴的轴向距离Rcz；根据横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′。增益计算模块130根据矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′；以及根据冠状位图像获取冠状位理论中心点Co和冠状位测量中心点Co′；根据理论中心点和测量中心点计算中心点偏移量；其中，中心点偏移量包括矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和冠状位偏移量Dc；根据矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da、冠状位中心点偏移量Dc和球形模体的实际半径R分别计算矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra和冠状位的实际切面半径Rc；增益计算模块130根据矢状位的实际切面半径Rs、横断位的实际切面半径Ra、冠状位的实际切面半径Rc、Rsy、Rsz、Rax、Ray、Rcx和Rcz就算增益。

在一可选地实施例中，梯度校准模块140在根据方位对应的增益校准磁共振成像系统各个方向上的增益之后，方法还包括：重复多次矫正磁共振成像系统各个方向上的增益，并计算本次增益与上次增益之间的比值；梯度校准模块140判断本次增益与上次增益之间的比值是否小于预设值；若本次增益与上次增益之间的比值是小于预设值，梯度校准模块140判定磁共振成像系统的梯度矫正完成。

请参见图12，图12为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。本申请实施例提供的一种电子设备300，包括：处理器301和存储器302，存储器302存储有处理器301可执行的机器可读指令，机器可读指令被处理器301执行时执行如上的方法。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任一实现方式中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以是随机存取存储器(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)等各种可以存储程序代码的介质。其中，存储介质用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的过程定义的电子终端所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。

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。

可以替换的，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。

所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。

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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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)

1.一种磁共振成像系统中梯度校准方法，其特征在于，所述方法包括：

将球形模体置于磁共振成像系统中的扫描区域中心；

获取所述球形模体至少两个方位的磁共振图像；其中，所述方位包括冠状位、矢状位以及横断位；所述冠状位所在平面为x轴和z轴所在平面；所述横断位所在平面为所述x轴和y轴所在平面；所述矢状位所在平面为所述y轴和所述z轴所在平面；

根据所述磁共振图像获取所述球形模体的轴向距离、所述球形模体的理论中心点和测量中心点；

根据所述轴向距离、所述理论中心点和所述测量中心点计算各个方向上的增益；其中，所述增益包括由所述磁共振成像系统中梯度线圈产生的增益；所述方向包括x轴方向、y轴方向和z轴方向；

根据所述各个方向上的增益分别校准所述磁共振成像系统对应方向上的梯度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述磁共振图像包括横断位图像和矢状位图像；

所述根据所述磁共振图像获取所述球形模体的轴向距离、所述球形模体的理论中心点和测量中心点，包括：

根据所述磁共振图像获取所述横断位在所述x轴的轴向距离Rax和在所述y轴的轴向距离Ray，以及所述矢状位在所述y轴的轴向距离Rsy和在所述z轴的轴向距离Rsz；

根据所述横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′；以及

根据所述矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述轴向距离、所述理论中心点和所述测量中心点计算各个方向的增益，包括：

根据所述理论中心点和所述测量中心点计算中心点偏移量；其中，所述中心点偏移量包括矢状位中心点偏移量Ds和横断位中心点偏移量Da；

根据所述矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和所述球形模体的实际半径R分别计算所述横断位的实际切面半径Ra和所述矢状位的实际切面半径Rs；

根据所述矢状位的实际切面半径Rs、所述横断位的实际切面半径Ra、所述Rsy、所述Rsz、所述Rax和所述Ray计算所述增益；其中，所述增益包括x轴方向增益Sx、y轴方向增益Sy和z轴方向增益Sz。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述理论中心点和所述测量中心点计算中心点偏移量，包括：

获取所述矢状位理论中心点So的坐标和所述矢状位测量中心点So′的坐标，计算坐标点So与坐标点So′之间的距离，以获得所述横断位中心点偏移量Da；以及

获取所述横断位理论中心点Ao的坐标和所述横断位的测量中心点Ao′的坐标，计算坐标点Ao与坐标点Ao′之间的距离，以获得所述矢状位中心点偏移量Ds。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述矢状位的实际切面半径Rs、所述横断位的实际切面半径Ra、所述Rsy、所述Rsz、所述Rax和所述Ray计算所述增益，包括：

将所述横断位的实际切面半径Ra与所述Rax的比值作为所述Sx；

将所述横断位的实际切面半径Ra与所述Ray的比值作为Sy₁；将所述矢状位的实际切面半径Rs与所述Rsy的比值作为Sy₂；

将所述矢状位的实际切面半径Rs与所述Rsz的比值作为所述Sz；

将所述Sy₁与所述Sy₂的平均值作为所述Sy。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述磁共振图像包括横断位图像、矢状位图像和冠状位图像；

所述根据所述轴向距离、所述理论中心点和所述测量中心点计算各个方向上的增益，包括：

根据所述磁共振图像获取所述横断位在所述x轴的轴向距离Rax和在所述y轴的轴向距离Ray，所述矢状位在所述y轴的轴向距离Rsy和在所述z轴的轴向距离Rsz，所述冠状位在所述x轴的轴向距离Rcx和所述z轴的轴向距离Rcz；

根据所述横断位图像获取横断位理论中心点Ao和横断位测量中心点Ao′；根据所述矢状位图像获取矢状位理论中心点So和矢状位测量中心点So′；以及根据所述冠状位图像获取冠状位理论中心点Co和冠状位测量中心点Co′；

根据所述理论中心点和所述测量中心点计算中心点偏移量；其中，所述中心点偏移量包括矢状位中心点偏移量Ds、横断位中心点偏移量Da和冠状位偏移量Dc；

根据所述矢状位中心点偏移量Ds、所述横断位中心点偏移量Da、冠状位中心点偏移量Dc和所述球形模体的实际半径R分别计算所述矢状位的实际切面半径Rs、所述横断位的实际切面半径Ra和所述冠状位的实际切面半径Rc；

根据所述矢状位的实际切面半径Rs、所述横断位的实际切面半径Ra、所述冠状位的实际切面半径Rc、所述Rsy、所述Rsz、所述Rax、所述Ray、所述Rcx和所述Rcz就算所述增益。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述方位对应的增益校准所述磁共振成像系统各个方向上的增益之后，所述方法还包括：

重复多次矫正所述磁共振成像系统各个方向上的增益，并计算本次增益与上次增益之间的比值；

判断所述本次增益与上次增益之间的比值是否小于预设值；

若所述本次增益与上次增益之间的比值是小于所述预设值，则判定所述磁共振成像系统的梯度矫正完成。

8.一种磁共振成像系统中梯度校准装置，其特征在于，所述装置包括：图像获取模块、轴向距离与中心点获取模块以及增益计算模块；

所述图像获取模块，用于将球形模体置于磁共振成像系统中的扫描区域中心；

所述图像获取模块，还用于获取所述球形模体至少两个方位的磁共振图像；其中，所述方位包括冠状位、矢状位以及横断位；所述冠状位所在平面为x轴和z轴所在平面；所述横断位为所述x轴和y轴所在平面；所述矢状位所在平面为所述y轴和所述z轴所在平面；

所述轴向距离与中心点获取模块，用于根据所述磁共振图像获取所述球形模体的轴向距离、所述球形模体的理论中心点和测量中心点；以及

所述增益计算模块，用于根据所述轴向距离、所述理论中心点和所述测量中心点计算各个方向上的增益；其中，所述增益包括由所述磁共振成像系统中梯度线圈产生的增益；所述方向包括x轴方向、y轴方向和z轴方向；

所述梯度校准模块，用于根据所述各个方向上的增益分别校准所述磁共振成像系统对应方向上的梯度。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器运行所述程序指令时，执行权利要求1-7中任一项所述方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器运行时，执行权利要求1-7任一项所述方法中的步骤。

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