CN117630782A - 磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质 - Google Patents
磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117630782A CN117630782A CN202210951455.6A CN202210951455A CN117630782A CN 117630782 A CN117630782 A CN 117630782A CN 202210951455 A CN202210951455 A CN 202210951455A CN 117630782 A CN117630782 A CN 117630782A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sequence module
- magnetic resonance
- target object
- navigation
- imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 91
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 86
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 5
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 50
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000004886 head movement Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000264 spin echo pulse sequence Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了一种磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质。方法包括:获取待执行的扫描序列,所述扫描序列包括成像序列模块和导航序列模块,所述导航序列模块的参数根据所述成像序列模块的参数确定,且所述导航序列模块未包括相位编码梯度;执行所述导航序列模块,以得到的目标对象激发的回波信号;根据所述回波信号确定所述目标对象的运动信息;基于所述运动信息,控制所述成像序列模块的采集时序,以获得所述目标对象的感兴趣区域的磁共振信号。本发明能够根据运动信息对目标对象的磁共振成像信号进行运动偏移矫正,以提高磁共振图像的清晰度,减少或消除磁共振图像中的伪影。
Description
技术领域
本发明涉及医疗技术领域,尤其涉及一种磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质。
背景技术
磁共振成像是一种临床常用的无创检查技术,对头颈部、腹部、全身关节具有较高的组织对比度,能够较好地反映病变区域的生理结构,为疾病的临床诊断提供有力的支持。磁共振成像需要逐次采集一组或多组K空间数据,该K空间数据为磁共振图像数据的空间频域映射结果。由于采集同一组K空间数据的时间跨度较长,如果被成像的部位在数据采集期间发生了运动,那么分次采集到的同一组K空间数据将无法在物理空间上互相匹配,由此重建出的图像会发生模糊,甚至出现条纹状的运动伪影,从而影响医生的临床判断,存在误诊的风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中被成像的部位在数据采集期间发生了运动,重建出的图像会发生模糊,甚至出现运动伪影的缺陷,提供一种磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
第一方面,提供一种磁共振扫描控制方法,包括:
获取待执行的扫描序列,所述扫描序列包括成像序列模块和导航序列模块,所述导航序列模块的参数根据所述成像序列模块的参数确定,且所述导航序列模块未包括相位编码梯度;
执行所述导航序列模块,以得到的目标对象激发的回波信号;
根据所述回波信号确定所述目标对象的运动信息;
基于所述运动信息,控制所述成像序列模块的采集时序,以获得所述目标对象的感兴趣区域的磁共振信号。
可选地,所述导航序列模块的参数通过如下方式确定:
根据所述成像序列模块中选层梯度参数确定所述导航序列模块中的选层梯度参数和读出梯度参数;或者,
根据所述成像序列模块的参数,确定所述感兴趣区域的空间分布;以及,根据所述感兴趣区域的空间分布,确定所述导航序列模块中的选层梯度参数和读出梯度参数。
可选地,所述导航序列模块包括时序上连续的第一导航序列模块和第二导航序列模块,且第一导航序列模块和第二导航序列模块位于同一重复时间内。
可选地,所述第一导航序列模块和第二导航序列模块分别能够激发不同的片层,且所述第一导航序列模块和第二导航序列模块中的读出梯度方向正交。
可选地,所述成像序列为3D扫描序列,所述第一导航序列模块激发的片层、所述第二导航序列模块激发的片层分别位于所述感兴趣区域的两侧。
可选地,所述磁共振扫描控制方法还包括:
识别非感兴趣区域,并确定所述非感兴趣区域的物理位置;
根据所述非感兴趣区域的物理位置确定干扰信号分量;
根据所述干扰信号分量对所述回波信号作截断处理。
可选地,所述磁共振扫描控制方法还包括:
识别非感兴趣区域,并确定所述非感兴趣区域的物理位置;
根据所述非感兴趣区域的物理位置确定所述导航序列模块的施加位置,所述导航序列模块的施加避开所述非感兴趣区域。
可选地,根据所述回波信号确定所述目标对象的运动信息,包括:
基于边缘检测算法从所述回波信号中提取反映所述目标对象的运动特征;
根据所述运动特征确定所述运动信息。
第二方面,提供一种磁共振成像方法,包括:
获取待执行的扫描序列,所述扫描序列包括成像序列模块和导航序列模块,所述导航序列模块的参数根据所述成像序列模块的参数确定,且所述导航序列模块未包括相位编码梯度;
执行所述导航序列模块,以得到的目标对象激发的回波信号;
根据所述回波信号确定所述目标对象的运动信息;
执行成像序列模块,以获得所述目标对象的感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述运动信息,对所述磁共振信号进行运动偏移矫正;
根据矫正后的磁共振信号进行图像重建。
第三方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于:本发明通过在磁共振的扫描序列中加入与成像序列模块互不干扰的导航序列模块,获取执行导航序列模块得到的目标对象的回波信号,并根据回波信号确定目标对象的运动信息,基于该运动信息对目标对象的磁共振成像信号进行运动偏移矫正,以提高磁共振图像的清晰度,减少或消除磁共振图像中的伪影。
附图说明
图1是本发明一示例性实施例示出的磁共振成像系统的结构示意图;
图2为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振扫描控制方法的流程图;
图3a为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振扫描控制方法采用的扫描序列的示意图;
图3b为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振扫描控制方法选取的激发层面的示意图;
图3c为本发明一示例性实施例提供的另一种磁共振扫描控制方法选取的激发层面的示意图;
图3d为本发明一示例性实施例提供的另一种磁共振扫描控制方法选取的激发层面的示意图;
图3e为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振扫描控制方法采用的信号读出方向的示意图;
图3f为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振扫描控制方法获取的回波信号的示意图;
图3g为本发明一示例性实施例提供的另一种磁共振扫描控制方法获取的回波信号的示意图;
图3h为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振扫描控制方法采用的提取运动特征的流程图;
图4为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振成像方法的流程图;
图5为本发明一示例实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
图1是本发明一示例性实施例示出的磁共振成像(MRI)系统的结构示意图,如图1所示,MRI系包括MRI设备110、显示操作设备120、数据处理器130。MRI设备110包括磁体111、梯度线圈112、射频线圈113。
磁体111产生用于将目标对象(可以是人或动物,或者人或动物的部位)中的原子核的磁偶极矩的方向调整为恒定方向的静磁场。
梯度线圈112包括用于沿着彼此相交成直角的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向产生磁场梯度的X线圈、Y线圈和Z线圈。梯度线圈112可通过根据目标对象的区域而不同地诱导共振频率来提供目标对象的空间定位信息。具体的,用一个方向的梯度磁场作为层面选择梯度,确定扫描层面,然后用另外两个方向的梯度磁场来确定层面内的坐标位置,通过三个梯度磁场的不同组合,可以实现任意层面断层成像。
射频线圈113可向目标对象发送RF(射频)脉冲信号,并采集从目标对象发射的MR(磁共振)信号。具体的,射频线圈113产生具有与原子核的类型相应的RF脉冲信号,并且将RF脉冲信号施加到目标对象,使得目标对象的原子核从低能态跃迁到高能态。当由射频线圈113产生的RF脉冲信号消失时,原子核从高能态跃迁到低能态,由此发射具有拉莫尔频率的电磁波(MR信号)。换句话讲,当停止向目标对象施加RF脉冲信号时,目标对象的原子核能级从高能级改变到低能级,因此发射具有拉莫尔频率的电磁波,此时射频线圈113可采集MR数据。
数据处理器130可对射频线圈113采集的MR信号进行处理,以重建成图像。显示操作设备120可显示数据处理器130重建的图像。
磁共振成像过程中,需要将采集的磁共振信号填充到K空间,也即将原始采集的MR信号填充到空间频率域。图像重建时,对K空间进行傅里叶反变换,即可得到重建图像。
由于目标对象在数据采集期间发生了运动(肌肉收缩、呼吸运动等),那么分次采集到的同一组K空间数据将无法在物理空间上互相匹配,由此重建出的图像会发生模糊,甚至出现条纹状的运动伪影,从而影响医生的临床判断,存在误诊的风险。
基于此,本发明实施例提供一种磁共振扫描控制方法,通过在磁共振扫描序列中加入与成像序列模块互不干扰的导航序列模块,基于该导航序列模块对目标对象在磁共振扫描过程中的运动状态进行检测,得到的目标对象的运动信息可以用于对目标对象的磁共振信号进行运动偏移矫正,以提高磁共振图像的清晰度,减少或消除磁共振图像中的伪影。
图2为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振成像的运动检测方法的流程图,该运动检测方法包括以下步骤:
步骤201、获取待执行的扫描序列。
其中,扫描序列包括成像序列模块和用于运动检测的导航序列模块,成像序列模块与导航序列模块互不干扰。导航序列模块的参数根据成像序列模块的参数确定,且导航序列模块未包括相位编码梯度。扫描序列具体为射频脉冲、梯度脉冲和信号采集时刻等相关各参数的设置及其在时序上的排列。扫描序列的参数包括射频脉冲的带宽(频率范围)、幅度(强度)、何时施加和持续时间,扫描序列的参数还可包括梯度场施加方向、梯度场场强、何时施加以及持续时间等。在此实施例中,通过设置射频脉冲参数、梯度脉冲参数,即可获得待执行的扫描序列。
图3a为本发明一示例性实施例提供的一种扫描序列的示意图,图中示出了在一个重复时间(repetitiontime,TR)内包含一组导航序列模块和一组成像序列模块。参见图3a,导航序列模块包括激发脉冲、选层梯度脉冲和读出梯度脉冲。激发脉冲和选层梯度脉冲同时施加到目标对象上,不施加相位编码梯度,以使目标对象的被激发层面发射回波信号(电磁波信号),在短回波时间内施加读出梯度脉冲以沿信号读出方向读取目标对象的回波信号。该回波信号为被激发层面沿信号读出方向的一维信号,能够表征目标对象的运动信息。
需要说明的是,每个TR中导航序列模块的数量可以根据实际情况自行设置,不限于图3a示出的1个,还可以设置多个。当设置多个导航序列模块时,导航序列模块可以激发一个或多个不同的激发层面,然后使用一个或多个互相正交的信号读出方向获取这些激发层面的回波信号。
在一个实施例中,成像过程包括多个TR,可以在全部或者部分TR中加入导航序列模块。导航序列模块设置于成像序列模块之前,对于加入了导航序列模块的重复时间(repetitiontime,TR),在执行成像序列模块之前,先执行导航序列模块确定目标对象的运动信息。
导航序列模块与成像序列模块之间可以具有时间间隔,也即执行完导航序列模块之后,经过时间间隔,再执行成像序列模块,以确保导航序列模块与成像序列模块之间互不干扰。其中,时间间隔可以根据实际情况自行设置。
所谓互不干扰,也即基于导航序列模块采集得到的回波信号未混入基于成像序列模块采集得到的、会影响到运动检测的磁共振信号和其他无关部位的信号,基于成像序列模块采集得到的磁共振信号未混入基于导航序列模块采集得到的、会干扰成像的准确性和稳定性的回波信号。
在一个实施例中,不同的成像序列模块匹配不同的导航序列模块。由于基于不同的成像序列模块采集到的磁共振信号具有不同的抗干扰性,因此针对不同的成像序列模块匹配不同的导航序列模块。
在一种实现方式中,根据成像序列模块中选层梯度参数确定导航序列模块中的选层梯度参数和读出梯度参数。
例如:梯度回波序列模块(成像序列模块)对信号演化稳态要求较高,那么插入导航序列模块的密集程度就不能过高,并且导航序列模块使用的激发脉冲的翻转角度也不能过大,激发脉冲的翻转角度的取值范围可以为[4°,15°],优选为5°。相比之下,导航序列模块在快速自旋回波序列模块(成像序列模块)和平面回波序列模块(成像序列模块)中的插入间隔只需要一个重复时间甚至更短,在包含快速自旋回波序列模块和平面回波序列模块的扫描序列模块中加入的导航序列模块的激发脉冲的翻转角度可以设置的较大些,例如大于5°。
对于成像序列模块为二维成像序列模块、三维成像序列模块也可以采用不同的导航序列模块,也即采用不同的选层梯度脉冲和读出梯度脉冲。在二维成像序列模块中根据成像的激发层面调整导航序列模块的激发层面的选层方向和信号读出方向;在三维序列模块中根据目标对象的空间分布确定导航序列模块的激发层面的选层方向并由此确定信号读出方向。
在一个实施例中,导航序列模块所激发的层面与成像序列模块所激发的层面不重叠,则要求对导航序列模块所激发的层面进行专门设计以避开成像序列模块所激发的层面和其他干扰部位的信号,例如,成像序列模块的激发脉冲和回聚脉冲使用的都是大翻转角的脉冲,如果导航序列模块选择激发的层面和成像序列模块所激发的层面重叠,那么导航序列模块采集到的回波信号中可能混入上一重复时间(repetition time,TR)的成像序列模块激发后未恢复的残留信号,由于残留信号很难达到稳态,所以在对静止部位的测试时导航序列模块每次采集到的回波信号之间存在较大差异,会导致对部位运动状态的误判。举例来说,当检测头部运动的时候,若导航序列模块所激发的激发层面在矢状位,信号读出方向在前后方向,那么采集到的回波信号将混入头部以下躯干部位的运动信息,导致头部运动无法被单独判断。而导航序列模块所激发的激发层面与成像序列模块所激发的激发层面不重叠,可以有效避免信号干扰。
在一个实施例中,不同的目标对象匹配不同的导航序列模块。对于不同的目标对象适合检测运动信息的激发层面不同,因此不同的目标对象匹配不同的导航序列模块。
还可以根据目标对象的感兴趣区域位置调整导航序列模块的选层梯度脉冲和读出梯度脉冲,也即调整激发脉冲的选层方向和信号读出方向,以尽量避开来自成像感兴趣区域外的区域的信号干扰。
在一种实现方式中,根据成像序列模块的参数,确定感兴趣区域的空间分布,并根据感兴趣区域的空间分布,确定导航序列模块中的选层梯度参数和读出梯度参数。
在一个实施例中,导航序列模块的激发脉冲施加于目标对象的感兴趣区域,可以理解的,成像序列模块的激发脉冲也施加于目标对象的感兴趣区域,为了避免成像序列模块与导航序列模块相互干扰,导航序列模块的激发脉冲的翻转角度设置的较小些,其取值范围为[4°,15°],优选地,导航序列模块的激发脉冲的翻转角度为5°。
在一个实施例中,导航序列模块的激发脉冲施加于目标对象的非感兴趣区域,也即目标对象的感兴趣区域外的紧邻层面,参见图3b,感兴趣区域外的紧邻层面作为运动检测层面,也即导航序列模块的激发脉冲的激发层面。此时将可增大导航序列模块的激发脉冲的翻转角,保证回波信号的稳定性,其取值范围为[60°,180°],优选地,导航序列模块的激发脉冲的翻转角度为90°或者180°。
导航序列模块的激发脉冲是施加于感兴趣区域还是非感兴趣区域,根据目标对象确定,例如当目标对象为颈部、胸部、腹部等局部运动状态相差很大的部位,导航序列模块的激发脉冲的激发层面选择在感兴趣区域内。当目标对象为头部、腿部等只可能发生近似刚体运动的部位,导航序列模块的激发脉冲的激发层面除了可以选择在成像感兴趣区域内,还可选择在感兴趣区域外的紧邻层面,那么此时信号读出方向可以是层面中任意方向。
在一个实施例中,扫描序列包括至少两组导航序列模块,每组导航序列模块包含一个选层梯度脉冲,该选层梯度脉冲对应一个读出梯度脉冲,各组导航序列模块的读出梯度脉冲的读出方向相互正交。
以扫描序列包括两组导航序列模块为例,两组导航序列模块分别为时序上连续的第一导航序列模块和第二导航序列模块,且第一导航序列模块和第二导航序列模块位于同一重复时间内。
进一步的,第一导航序列模块和第二导航序列模块分别激发不同的片层,且第一导航序列模块和第二导航序列模块中的读出梯度方向正交。
当成像序列模块为二维成像序列模块时,导航序列模块的激发层面优先安排在横断位,激发层面的位置一般选择在感兴趣区域内中间的若干层面,为了能够得到两个方向的运动信息,一般选择激发两层,每层的信号读出方向相互正交。
此外对于某些扫描序列模块需要根据目标对象的部位进行特殊处理,如头部成像时导航序列模块的激发层面尽量避开嘴部等存在不自主生理运动但不影响成像的部位,参见图3c;又如肩关节成像时导航序列模块的激发层面尽量避免切到大动脉,防止血液流动干扰运动检测。同时,信号读出方向也尽可能避开成像序列模块的激发层面方向。
在一个实施例中,步骤202之前方法还包括:识别目标对象的非感兴趣区域,并确定非感兴趣区域的物理位置,根据该非感兴趣区域的物理位置确定导航序列模块的施加位置,导航序列模块的施加避开非感兴趣区域。
表1示例性地示出了当成像序列模块为二维成像序列模块时导航序列模块的选层读出方向。
当成像序列模块为三维成像序列模块时,不需要考虑选层问题,一般将导航序列模块的激发层面(图中运动检测导航激发层面)方向固定在横断位,也即第一导航序列模块激发的片层、所述第二导航序列模块激发的片层分别位于所述感兴趣区域的两侧,参见图3d,两个层面位置分别固定在感兴趣区域中心(成像体积块中心)沿头脚方向对称两侧相隔一定距离,信号读出方向(图中第一层读出方向和第二层读出方向)则分别固定为前后和左右方向。
当目标对象为一些特定部位,如关节部,导航序列模块的激发层面方向可以选择在斜横断位、斜冠状位、斜矢状位,不同激发层面中的信号读出方向选择相互正交的方向。
在一个实施例中,导航序列模块包含的读出梯度脉冲与成像序列模块包含的读出梯度脉冲存在夹角。为了解决信号重叠问题,在对部分目标对象成像时,需要将导航序列模块的信号读出方向旋转一定角度,参见图3e,使得导航序列模块采集到的感兴趣区域内外的回波信号沿旋转后的信号读出方向不发生重叠。
本发明实施例中,针对不同的成像序列模块的类型精细地设计了导航序列模块,保证了导航序列模块采集到的回波信号的有效性和稳定性。针对不同的目标对象的部位,采取不同的检测策略,提高了对目标对象的运动状态检测的准确性。
步骤202、执行导航序列模块,得到目标对象激发的回波信号。
通过执行导航序列模块的读出梯度脉冲,即可采集目标对象的回波信号。磁共振扫描控制方法还包括:识别目标对象的非感兴趣区域,并确定非感兴趣区域的物理位置,根据非感兴趣区域的物理位置确定目标对象激发的回波分量中的干扰信号分量,并根据该干扰信号分量对回波信号作截断处理,后续根据截断处理后的回波信号(最终的回波信号)进行图像重建。
在一个实施例中,成像的非感兴趣区域的信号会对感兴趣区域的运动状态判断产生干扰,因此需要对导航序列模块采集的回波信号进行预处理。
在一个实施例中,步骤202具体包括:获取执行导航序列模块时,目标对象发射的初始回波信号,根据成像序列模块的激发层面的方向与选层梯度脉冲的激发层面的方向,确定目标对象的非感兴趣区域在初始回波信号中沿信号读出方向的第一分布信息,并根据第一分布信息从初始回波信号中剔除非感兴趣区域的回波信号,得到最终的回波信号。
由于非感兴趣区域通常在边缘位置,参见图3f,认为信号从最两端开始往中间数的第一个波峰来自于非感兴趣区域。最后在计算运动信息时通过掩模将非感兴趣区域的信号分布剔除。
在一个实施例中,步骤202具体包括:获取执行导航序列模块时,目标对象发射的初始回波信号,根据成像序列模块的激发层面的方向与选层梯度脉冲的激发层面的方向,确定目标对象的感兴趣区域在初始回波信号中沿信号读出方向的第二分布信息,根据第二分布信息从初始回波信号中筛选出感兴趣区域的回波信号,得到最终的回波信号。
第一分布信息与第二分布信息的区别在于导航序列模块的激发层面和读出方向不同。
在一个实施例中,步骤202之前方法还包括:识别目标对象的非感兴趣区域,并确定非感兴趣区域的物理位置,根据该非感兴趣区域的物理位置确定导航序列模块的施加位置,导航序列模块的施加避开非感兴趣区域。基于该方式获取到的目标对象激发的回波信号,无需对其进行截断处理。
在一个实施例中,非感兴趣区域所在物理位置还可以通过外接摄像头、传感器等方式获取,并通过特征提取或者深度学习等方法确定。
步骤203、根据回波信号确定目标对象的运动信息。
其中,运动信息包括目标对象的运动偏移量。
步骤204,基于运动信息,控制成像序列模块的采集时序,以获得目标对象的感兴趣区域的磁共振信号。
由于导航序列模块每次激发的位置都是固定的,并且认为激发的位置发生改变将导致采集到的回波信号也发生改变,因此通过比较与参考信号之间的差异就可以大致估计出目标对象的运动偏移量。参考信号为执行第一组导航序列模块,获取的目标对象的回波信号;或者参考信号为执行上一组导航序列模块,获取的目标对象的回波信号。
在一个实施例中,考虑到脉冲稳定性问题,导航序列模块采集到的全部回波信号不一定完全可靠,因此需要从回波信号中提取能够反映目标对象的运动状态的有用特征。根据回波信号确定目标对象的运动信息的步骤具体包括:基于边缘检测算法从回波信号中提取反映目标对象的运动特征,根据运动特征确定运动信息。参见图3g,运动特征为一维回波信号中最左侧的上升沿和最右侧的下降沿,选取位于边沿半波高上的点的特征。
具体实现过程参见图3g和图3h,对回波信号做一次高斯滤波,对经过高斯滤波的回波信号做差分变换,从左至右将所有差分值从正变化到负的点标记为波峰,从中分别找到第一个信号最大值的20%左右的波峰,以波峰的对应幅度值的一半分别在左/右波峰的左/右侧找到半波高点,将左右半波高点的两侧一定范围作为运动检测的特征区域,从中提取运动特征。从中可以采集到表征目标对象的运动状态的主要信息,对噪声和系统状态的变化具有一定鲁棒性,提供运动检测的准确度和稳定性。
本发明实施例中,在磁共振的扫描序列中加入与成像序列模块互不干扰的导航序列模块,获取目标对象对于导航序列模块的回波信号,并根据回波信号确定目标对象的运动信息,该运动信息用于对目标对象对于导航序列模块的磁共振信号进行运动偏移矫正,以提高磁共振图像的清晰度,减少或消除磁共振图像中的伪影。
图4为本发明一示例性实施例提供的一种磁共振成像方法的流程图,该磁共振成像方法包括以下步骤:
步骤401、获取待执行的扫描序列,扫描序列包括成像序列模块和导航序列模块,导航序列模块的参数根据所述成像序列模块的参数确定,且导航序列模块未包括相位编码梯度。
步骤402、执行导航序列模块,以得到的目标对象激发的回波信号。
步骤403、根据回波信号确定目标对象的运动信息。其中,步骤401~步骤403的具体实现方式与步骤201~步骤203类似,此处不再赘述。
步骤404、执行成像序列模块,以获得目标对象的感兴趣区域的磁共振信号。
步骤405、根据运动信息,对执行成像序列模块获取的目标对象的磁共振信号进行运动偏移矫正。
以下给出一种运动偏移矫正的实现方式,适用于目标物体发生刚性运动情况。
将导航序列模块读出信号分辨率定义为最小可识别偏移量。
步骤一:将导航序列模块采集的一维信号做傅里叶反变换;
步骤二:以最小可识别偏移量为单位,将反变换后的信号,沿读出方向向两侧平移,以枚举的形式依次平移一至若干个单位,分别计算平移后信号与变换后的参考信号的差值做F-范数(如下),
将最小的F-范数所对应的平移量作为目标对象在该导航序列模块读出方向上的运动偏移估计量。
步骤三:按照步骤一和步骤二的导航序列模块分别采集一个或若干个读出方向的运动信息,最后将各个读出方向上估计的运动偏移量按向量合成最终得到目标对象运动偏移量和方向。
值得注意的是,该运动偏移量和方向具有时间属性,即对应每个导航序列模块所在的时刻。
根据运动信息,对执行成像序列模块获取的目标对象的磁共振信号进行运动偏移矫正。
以下给出另一种运动偏移矫正的实现方式,针对一般快速自旋回波成像序列模块和梯度回波成像序列模块:
根据估计的运动偏移量画出其随时间变化的曲线,记录导航序列模块所对应的成像序列模块所采集的信号在K空间的位置,以K空间中央区域的信号对应的运动偏移量为基准,若该K空间其他区域的信号对应的运动偏移量与基准相差超过一定阈值,则系统重新采集该K空间。
以下给出另一种运动偏移矫正的实现方式,针对一般平面回波成像序列模块:
平面回波成像序列模块每层重建图像都对应一个在该平面的运动偏移量(不考虑层间方向上的运动),那么将该图像的每个像素点都按该运动偏移量进行平移。
步骤406、根据矫正后的磁共振信号进行图像重建。
本发明实施例中,对目标对象的磁共振信号进行运动偏移矫正之后,再进行图像重建,能够有效消除或者减少磁共振图像中的伪影,得到清晰度较高的磁共振图像。
图5为本发明一示例实施例示出的一种电子设备的结构示意图,示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备50的框图。图5显示的电子设备50仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示,电子设备50可以以通用计算设备的形式表现,例如其可以为服务器设备。电子设备50的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理器51、上述至少一个存储器52、连接不同系统组件(包括存储器52和处理器51)的总线53。
总线53包括数据总线、地址总线和控制总线。
存储器52可以包括易失性存储器,例如随机存取存储器(RAM)521和/或高速缓存存储器522,还可以进一步包括只读存储器(ROM)523。
存储器52还可以包括具有一组(至少一个)程序模块524的程序工具525(或实用工具),这样的程序模块524包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
处理器51通过运行存储在存储器52中的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如上述任一实施例所提供的方法。
电子设备50也可以与一个或多个外部设备54(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口55进行。并且,模型生成的电子设备50还可以通过网络适配器56与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器56通过总线53与模型生成的电子设备50的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合模型生成的电子设备50使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块,但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上,根据本发明的实施方式,上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之,上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例所提供的方法。
其中,可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于:便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
在可能的实施方式中,本发明实施例还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在终端设备上运行时,所述程序代码用于使所述终端设备执行实现上述任一实施例的方法。
其中,可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码,所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种磁共振扫描控制方法,其特征在于,包括:
获取待执行的扫描序列,所述扫描序列包括成像序列模块和导航序列模块,所述导航序列模块的参数根据所述成像序列模块的参数确定,且所述导航序列模块未包括相位编码梯度;
执行所述导航序列模块,以得到目标对象激发的回波信号;
根据所述回波信号确定所述目标对象的运动信息;
基于所述运动信息,控制所述成像序列模块的采集时序,以获得所述目标对象的感兴趣区域的磁共振信号。
2.根据权利要求1所述的磁共振扫描控制方法,其特征在于,所述导航序列模块的参数通过如下方式确定:
根据所述成像序列模块中选层梯度参数确定所述导航序列模块中的选层梯度参数和读出梯度参数;或者,
根据所述成像序列模块的参数,确定所述感兴趣区域的空间分布;以及,根据所述感兴趣区域的空间分布,确定所述导航序列模块中的选层梯度参数和读出梯度参数。
3.根据权利要求1或2所述的磁共振扫描控制方法,其特征在于,所述导航序列模块包括时序上连续的第一导航序列模块和第二导航序列模块,且第一导航序列模块和第二导航序列模块位于同一重复时间内。
4.根据权利要求3所述的磁共振扫描控制方法,其特征在于,所述第一导航序列模块和第二导航序列模块分别激发不同的片层,且所述第一导航序列模块和第二导航序列模块中的读出梯度方向正交。
5.根据权利要求4所述的磁共振扫描控制方法,其特征在于,所述成像序列模块为3D扫描序列,所述第一导航序列模块激发的片层、所述第二导航序列模块激发的片层分别位于所述感兴趣区域的两侧。
6.根据权利要求3所述的磁共振扫描控制方法,其特征在于,所述磁共振扫描控制方法还包括:
识别非感兴趣区域,并确定所述非感兴趣区域的物理位置;
根据所述非感兴趣区域的物理位置确定干扰信号分量;
根据所述干扰信号分量对所述回波信号作截断处理。
7.根据权利要求1或2所述的磁共振扫描控制方法,其特征在于,所述磁共振扫描控制方法还包括:
识别非感兴趣区域,并确定所述非感兴趣区域的物理位置;
根据所述非感兴趣区域的物理位置确定所述导航序列模块的施加位置,所述导航序列模块的施加避开所述非感兴趣区域。
8.根据权利要求1所述的磁共振扫描控制方法,其特征在于,根据所述回波信号确定所述目标对象的运动信息,包括:
基于边缘检测算法从所述回波信号中提取反映所述目标对象的运动特征;
根据所述运动特征确定所述运动信息。
9.一种磁共振成像方法,其特征在于,包括:
获取待执行的扫描序列,所述扫描序列包括成像序列模块和导航序列模块,所述导航序列模块的参数根据所述成像序列模块的参数确定,且所述导航序列模块未包括相位编码梯度;
执行所述导航序列模块,以得到的目标对象激发的回波信号;
根据所述回波信号确定所述目标对象的运动信息;
执行成像序列模块,以获得所述目标对象的感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述运动信息,对所述磁共振信号进行运动偏移矫正;
根据矫正后的磁共振信号进行图像重建。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述的方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210951455.6A CN117630782A (zh) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质 |
US18/313,334 US20230358837A1 (en) | 2022-05-06 | 2023-05-06 | Methods and systems for motion detection in magnetic resonance imaging |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210951455.6A CN117630782A (zh) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117630782A true CN117630782A (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=90015075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210951455.6A Pending CN117630782A (zh) | 2022-05-06 | 2022-08-09 | 磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117630782A (zh) |
-
2022
- 2022-08-09 CN CN202210951455.6A patent/CN117630782A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7379573B2 (en) | Method and apparatus for processing images using three-dimensional ROI | |
CN103477238B (zh) | 采用来自先验采集的约束的压缩感测mr图像重建 | |
US7649354B2 (en) | Method and apparatus for acquiring magnetic resonance imaging data | |
US7034531B1 (en) | Diffusion MRI using spherical shell sampling | |
JP3556176B2 (ja) | Mr投影画像の自動修正 | |
US8022700B2 (en) | Method and apparatus for view ordering of magnetic resonance imaging data for dynamic studies | |
EP1927011A1 (en) | Highly constrained backprojection reconstruction in diffusion weighted mri | |
JP2000513978A (ja) | アーチファクト減少像生成方法及びその装置 | |
US6307369B1 (en) | Autocorrection of 3D MR images for motion artifacts | |
CN103901377B (zh) | 用于相干和非相干运动的同时检测的q-空间的复数重建 | |
WO2014154544A1 (en) | Real-time motion correction for mri using fat navigators | |
JP3673472B2 (ja) | 動きアーティファクトに関するmrイメージの自動補正 | |
US8160342B2 (en) | System and method for processing data signals | |
US9720063B2 (en) | Diffusion spectrum imaging systems and methods | |
US10362961B2 (en) | System and method for neutral contrast magnetic resonance imaging of calcifications | |
JP2016530020A (ja) | 押しボタン式血管壁イメージング | |
CN106137199B (zh) | 扩散磁共振成像中的广义球面去卷积 | |
US8768095B2 (en) | System and method for processing data signals | |
CN117630782A (zh) | 磁共振扫描控制方法、磁共振成像方法及存储介质 | |
CN113466768B (zh) | 磁共振成像方法及磁共振成像系统 | |
EP4312730A1 (en) | Image reconstruction incorporating maxwell fields and gradient impulse response function distortion | |
CN111273207B (zh) | 磁共振成像方法、装置、电子设备、存储介质 | |
CN111292388A (zh) | 磁共振成像方法、装置、电子设备、存储介质 | |
CN110907871A (zh) | 用于减少磁共振成像中的阴影和模糊的方法和系统 | |
CN111948590B (zh) | 磁共振成像方法及装置、电子设备、存储介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |