CN116269311A - 针对儿童的磁共振成像系统与成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了针对儿童的磁共振成像系统，属于磁共振成像技术领域，该成像系统通过激光超声图像来确定并选择对应人体空间状态一致性较强的采样时间，并以该时间内采集的磁共振成像参数作为原始数据来建立磁共振图像，从而实现主动的筛除有意识和/或无意识运动影响较大的时间段的原始数据，降低这一部分的数据对磁共振成像效果的影响，在实际应用时，可以对儿童减少或者不使用镇静剂而保证最终的成像效果；本发明还通过对人体的断面图像进行采集，并根据断面图像中各独立区域的边界变化来判断两个不同采样时间对应的激光超声图像的相似度，从而实现自动对激光超声断面图像进行归类。
Description
技术领域
本发明属于磁共振成像技术领域，具体的，涉及一种针对儿童的磁共振成像系统与成像方法。
背景技术
磁共振成像是依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像，磁共振成像在临床诊断、科学研究等领域中的应用极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学等的迅速发展。
磁共振成像过程中，由于患者无意识的以及有意识的动作会造成成像效果较差的问题，其中尤其是儿童，其有意识的动作较多，难以将长时间保持肢体稳定，因此很多儿童在进行磁共振成像之前需要服用一定剂量的镇静剂，以保证磁共振成像过程快速稳定的进行，虽然危害较小甚至没有危害，但仍然会造成家属的恐慌，导致很多时候磁共振成像的进度受到影响，为了解决上述问题，在不使用镇静剂的情况下尽量减少伪影干扰，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对儿童的磁共振成像系统与成像方法，解决现有技术中儿童在进行磁共振成像时有意识与无意识的动作过多导致成像效果较差，伪影干扰情况较为严重的情况。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
针对儿童的磁共振成像系统，包括：
磁共振信号模块，用于接收磁共振成像反馈的电磁波信号，并将处理获得的对应成像参数传输至成像模块；
成像模块，用于接收磁共振信号模块输入的成像参数，在通过控制器对成像参数进行筛选后，利用筛选得到的成像参数建立磁共振图像；
激光超声成像单元，用于向患者发射具有一定能量的激光，接收反馈信号经处理得到反馈数据，并根据激光超声单元输入的反馈数据建立激光超声图像，并将获得的激光超声图像传输至控制器；
超声图像应当能够展示所诊断的各层的脂肪、肌肉与脏器组织边界；
根据上述的针对儿童的磁共振成像系统进行的针对儿童的磁共振成像方法，包括如下步骤：
S1、磁共振信号模块与激光超声成像单元同时进行工作，对于一个断层，获取在磁共振信号模块对该断面进行扫描的过程中对应的m个激光超声图像；
对这m个激光超声图像进行处理，获取激光超声图像中各独立区域的边界；
对这m个激光超声图像进行对比，将相似度大于等于预设值ω的激光超声图像划归为同一图像组合；
S2、获取一个图像组合中各激光超声图像对应的采样时间，所述采样时间为获取对应激光超声图像的时刻与之前的t1时间这一时段；
对于一个图像组合，根据公式
计算得到该图像组合的适配系数G；
其中λ1、λ2、λ3均为预设的系数，g为对应图像组合中的激光超声图像的数量，f为覆盖率，c为重复率；
所述覆盖率f为该对应图像组合中各激光超声图像对应的采样时间实际覆盖的时段与
该对应图像组合中最早采样时间与最晚采样时间之间覆盖的时段的比值；
所述重复率是指两个或者两个以上的激光超声图像对应的采样时间重合部分覆盖的时段与
该对应图像组合中最早采样时间与最晚采样时间之间覆盖的时段的比值；
将各图像组合按照适配系数G从大到小的顺序进行排序；
S3、获取适配系数G最大的图像组合中各激光超声图像对应的采样时间内采集的磁共振成像参数，并以此作为原始数据，通过成像模块建立磁共振图像。
作为本发明的进一步方案，相邻两个所述激光超声图像之间的采集时间间隔为预设的t1。
作为本发明的进一步方案，所述t1取值为0.2s。
作为本发明的进一步方案，所述独立区域包括同一脂肪群、同一肌肉群、同一脏器。
作为本发明的进一步方案，建立所述图像组合的方法为：
S11、将激光超声图像中的n个独立区域依次标记为D1、D2、…、Dn；
S12、确定原点后建立直角坐标系，在激光超声图像上建立矩形网格，每个网格直径相等，根据各网格在直角坐标系中的位置对各网格进行编号；
S13、在一个激光超声图像上，获取独立区域Di对应的网格标记；
对于独立区域Di，获取在两个激光超声图像中Di对应的网格编号，然后根据公式xi＝vi/ri计算得到这两个激光超声图像中独立区域Di之间的对比相似度xi；
其中1≤i≤n；vi为两个激光超声图像中Di对应的相同的网格编号的数量，ri为两个激光超声图像中占据网格数量较多的Di对应的网格数量；
根据公式
xi计算得到对应的两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz；
S14、当两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz大于等于预设值β，则认为这两个激光超声图像属于同一图像组合，同一图像组合内的任意两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz均大于等于预设值β。
作为本发明的进一步方案，各所述网格依次标记为W1、W2、…、Wk，其中k为矩形网格区域中网格的数量，且k个网格能够在激光超声图像中完全覆盖所有的独立区域。
作为本发明的进一步方案，当一个网格同时跨越两个或者两个以上的独立区域时，获取一个网格在两个或者两个以上的独立区域的部分占据网格的面积比例，选择占据面积比例最大的部分对应的独立区域作为该网格对应的独立区域。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过激光超声图像来确定并选择对应人体空间状态一致性较强的采样时间，并以该时间内采集的磁共振成像参数作为原始数据来建立磁共振图像，从而实现主动的筛除有意识和/或无意识运动影响较大的时间段的原始数据，降低这一部分的数据对磁共振成像效果的影响，在实际应用时，可以对儿童减少或者不使用镇静剂而保证最终的成像效果；
(2)本发明通过对人体的断面图像进行采集，并根据断面图像中各独立区域的边界变化来判断两个不同采样时间对应的激光超声图像的相似度，相似度高则说明这两个激光超声图像对应的采样时间内人体的状态一致性较强，从而实现自动对激光超声断面图像进行归类。
具体实施方式
下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
针对儿童的磁共振成像系统，包括：
扫描床控制模块，用于控制扫描床的运动与停止；
磁共振信号模块，包括球管与探测器，用于接收磁共振成像反馈的电磁波信号，并将处理获得的对应成像参数传输至成像模块；
成像模块，用于接收磁共振信号模块输入的成像参数，在通过控制器对成像参数进行筛选后，利用筛选得到的成像参数建立磁共振图像；
激光超声成像单元，用于向患者发射具有一定能量的激光，接收反馈信号经处理得到反馈数据，并根据激光超声单元输入的反馈数据建立激光超声图像，并将获得的激光超声图像传输至控制器；
超声图像应当能够展示所诊断的各层的脂肪、肌肉与脏器组织边界；
根据上述的针对儿童的磁共振成像系统进行的针对儿童的磁共振成像方法，包括如下步骤：
S1、磁共振信号模块与激光超声成像单元同时进行工作，对于一个断层，获取在磁共振信号模块对该断面进行扫描的过程中对应的m个激光超声图像；
相邻两个激光超声图像之间的采集时间间隔为预设的t1；在本发明的一个实施例中，所述的t1取值为0.2s；
对这m个激光超声图像进行处理，获取激光超声图像中各独立区域的边界；所述独立区域为同一脂肪群、同一肌肉群、同一脏器等；
对这m个激光超声图像进行对比，将相似度大于等于预设值ω的激光超声图像划归为同一图像组合；
在本发明的一个实施例中，建立图像组合的方法为：
S11、将激光超声图像中的n个独立区域依次标记为D1、D2、…、Dn；
S12、确定原点后建立直角坐标系，在激光超声图像上建立矩形网格，每个网格的直径相等，根据各网格在直角坐标系中的位置对各网格进行编号；
在本发明的一个实施例中，将各网格依次标记为W1、W2、…、Wk，其中k为矩形网格区域中网格的数量，且k个网格能够在激光超声图像中完全覆盖所有的独立区域；
S13、在一个激光超声图像上，获取独立区域Di对应的网格标记；
对于独立区域Di，获取在两个激光超声图像中Di对应的网格编号，然后根据公式xi＝vi/ri计算得到这两个激光超声图像中独立区域Di之间的对比相似度xi；
其中1≤i≤n；vi为两个激光超声图像中Di对应的相同的网格编号的数量，ri为两个激光超声图像中占据网格数量较多的Di对应的网格数量；
根据公式
xi计算得到对应的两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz；
需要注意的是，当一个网格同时跨越两个或者两个以上的独立区域时，可以通过预设的规则对该网格所属的独立区域进行划分，在本发明的一个实施例中，获取一个网格在两个或者两个以上的独立区域的部分占据网格的面积比例，选择占据面积比例最大的部分对应的独立区域作为该网格对应的独立区域；
S14、当两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz大于等于预设值β，则认为这两个激光超声图像属于同一图像组合，同一图像组合内的任意两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz均大于等于预设值β。
该步骤通过对人体的断面图像进行采集，并根据断面图像中各独立区域的边界变化来判断两个不同采样时间对应的激光超声图像的相似度，相似度高则说明这两个激光超声图像对应的采样时间内人体的状态一致性较强；
S2、获取一个图像组合中各激光超声图像对应的采样时间，所述采样时间为获取对应激光超声图像的时刻与之前的t1时间这一时段；
对于一个图像组合，根据公式
计算得到该图像组合的适配系数G；
其中λ1、λ2、λ3均为预设的系数，g为对应图像组合中的激光超声图像的数量，f为覆盖率，c为重复率；
具体的，覆盖率f为该对应图像组合中各激光超声图像对应的采样时间实际覆盖的时段与
该对应图像组合中最早采样时间与最晚采样时间之间覆盖的时段的比值；
所述重复率是指两个或者两个以上的激光超声图像对应的采样时间重合部分覆盖的时段与
该对应图像组合中最早采样时间与最晚采样时间之间覆盖的时段的比值；
将各图像组合按照适配系数G从大到小的顺序进行排序；
S3、获取适配系数G最大的图像组合中各激光超声图像对应的采样时间内采集的磁共振成像参数，并以此作为原始数据，通过成像模块建立磁共振图像。
本发明通过激光超声图像来确定并选择对应人体空间状态一致性较强的采样时间，并以该时间内采集的磁共振成像参数作为原始数据来建立磁共振图像，从而实现主动的筛除有意识和/或无意识运动影响较大的时间段的原始数据，降低这一部分的数据对磁共振成像效果的影响，在实际应用时，可以对儿童减少或者不使用镇静剂而保证最终的成像效果。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.针对儿童的磁共振成像系统，其特征在于，包括：
磁共振信号模块，用于接收磁共振成像反馈的电磁波信号，并将处理获得的对应成像参数传输至成像模块；
成像模块，用于接收磁共振信号模块输入的成像参数，在通过控制器对成像参数进行筛选后，利用筛选得到的成像参数建立磁共振图像；
激光超声成像单元，用于向患者发射具有一定能量的激光，接收反馈信号经处理得到反馈数据，并根据激光超声单元输入的反馈数据建立激光超声图像，并将获得的激光超声图像传输至控制器；
超声图像应当能够展示所诊断的各层的脂肪、肌肉与脏器组织边界；
根据上述的针对儿童的磁共振成像系统进行的针对儿童的磁共振成像方法，包括如下步骤：
S1、磁共振信号模块与激光超声成像单元同时进行工作，对于一个断层，获取在磁共振信号模块对该断面进行扫描的过程中对应的m个激光超声图像；
对这m个激光超声图像进行处理，获取激光超声图像中各独立区域的边界；
对这m个激光超声图像进行对比，将相似度大于等于预设值ω的激光超声图像划归为同一图像组合；
S2、获取一个图像组合中各激光超声图像对应的采样时间，所述采样时间为获取对应激光超声图像的时刻与之前的t1时间这一时段；
对于一个图像组合，根据公式
计算得到该图像组合的适配系数G；
其中λ1、λ2、λ3均为预设的系数，g为对应图像组合中的激光超声图像的数量，f为覆盖率，c为重复率；
所述覆盖率f为该对应图像组合中各激光超声图像对应的采样时间实际覆盖的时段与
该对应图像组合中最早采样时间与最晚采样时间之间覆盖的时段的比值；
所述重复率是指两个或者两个以上的激光超声图像对应的采样时间重合部分覆盖的时段与
该对应图像组合中最早采样时间与最晚采样时间之间覆盖的时段的比值；
将各图像组合按照适配系数G从大到小的顺序进行排序；
S3、获取适配系数G最大的图像组合中各激光超声图像对应的采样时间内采集的磁共振成像参数，并以此作为原始数据，通过成像模块建立磁共振图像。
2.根据权利要求1所述的针对儿童的磁共振成像系统，其特征在于，相邻两个所述激光超声图像之间的采集时间间隔为预设的t1。
3.根据权利要求2所述的针对儿童的磁共振成像系统，其特征在于，所述t1取值为0.2s。
4.根据权利要求1所述的针对儿童的磁共振成像系统，其特征在于，所述独立区域包括同一脂肪群、同一肌肉群、同一脏器。
5.根据权利要求1所述的针对儿童的磁共振成像系统，其特征在于，建立所述图像组合的方法为：
S11、将激光超声图像中的n个独立区域依次标记为D1、D2、…、Dn；
S12、确定原点后建立直角坐标系，在激光超声图像上建立矩形网格，每个网格直径相等，根据各网格在直角坐标系中的位置对各网格进行编号；
S13、在一个激光超声图像上，获取独立区域Di对应的网格标记；
对于独立区域Di，获取在两个激光超声图像中Di对应的网格编号，然后根据公式xi＝vi/ri计算得到这两个激光超声图像中独立区域Di之间的对比相似度xi；
其中1≤i≤n；vi为两个激光超声图像中Di对应的相同的网格编号的数量，ri为两个激光超声图像中占据网格数量较多的Di对应的网格数量；
根据公式
计算得到对应的两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz；
S14、当两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz大于等于预设值β，则认为这两个激光超声图像属于同一图像组合，同一图像组合内的任意两个激光超声图像之间的总体对比相似度xz均大于等于预设值β。
6.根据权利要求5所述的针对儿童的磁共振成像系统，其特征在于，各所述网格依次标记为W1、W2、…、Wk，其中k为矩形网格区域中网格的数量，且k个网格能够在激光超声图像中完全覆盖所有的独立区域。
7.根据权利要求5所述的针对儿童的磁共振成像系统，其特征在于，当一个网格同时跨越两个或者两个以上的独立区域时，获取一个网格在两个或者两个以上的独立区域的部分占据网格的面积比例，选择占据面积比例最大的部分对应的独立区域作为该网格对应的独立区域。
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