專利名稱：磁共振彈性成像三維可視化方法及系統的制作方法
磁共振彈性成像三維可視化方法及系統
技術領域：
本發明涉及磁共振領域，特別是涉及一種磁共振彈性成像三維可視化方法及系統。
背景技術：
磁共振彈性成像(MagneticResonance Elastography,MRE)是Muthupillai等于1995年提出的一種動態的成像技術，其基本原理是基于磁共振成像技術檢測體內組織在外部激勵機械波作用下產生的質點位移，由此來推算被檢測組織的(剪切)彈性系數分布圖。彈性(或硬度)是人體組織物理性質中一種重要的機械力學參數，生物組織的彈性模量或硬度依賴于其分子組成以及相應的微觀結構，與其生物學特性緊密相關。生物組織的彈性變化常與病理現象緊密相關，病變組織和正常組織往往存在彈性模量或硬度的差異，這種差異在臨床疾病診斷和鑒別中有重要意義。傳統的成像方法，如超聲，CT，磁共振成像都不能提供組織生物力學方面的信息，而磁共振彈性成像作為一種新型的無創成像方法，能直觀顯示和量化人體內部組織彈性，并對組織的彈性成像，使“影像觸診”成為可能，在醫學診斷上具有很好的發展潛力和應用前景。在傳統的磁共振彈性成像中，只能直接觀察獲取的二維波動圖像，即采集到的磁共振彈性成像相位圖，來分析剪切波在成像物體中的傳播情況。目前，尚無磁共振彈性成像相應的三維可視化方法，無法對剪切波的三維空間中的傳播情況產生直觀的認識。
發明內容基于此，有必要提供一種三維可視化的磁共振彈性成像三維可視化方法。一種磁共振彈性成像三維可視化方法，包括以下步驟對成像物體進行激勵，在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據；改變所述激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據；根據所述初始相位圖像數據和所述相位改變圖像數據構建三維可視化模型并建立圖像。進一步地，還包括對成像物體進行分層的步驟；所述對成像物體進行激勵，在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據的步驟具體為對所述成像物體進行激勵，分別對所述成像物體各層在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度，并進行掃描，得到成像物體各層在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據；所述改變所述激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據的步驟具體為改變所述激勵的初始相位，并分別對所述成像物體各層進行掃描，得到所述成像物體各層在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據。進一步地，所述三個相互垂直的方向為成像物體的橫軸位、冠狀位及矢狀位方向。進一步地，所述改變所述激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據的步驟具體為多次改變所述激勵的初始相位，相鄰兩個改變后 的初始相位的相位差間隔相等；分別對成像物體進行掃描，得到多個等初始相位間距的成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據。進一步地，初始相位分別改變為90度、180度、270度。此外，還有必要提供一種三維可視化的磁共振彈性成像三維可視化系統。一種磁共振彈性成像三維可視化系統，包括激勵裝置及圖像生成裝置；所述激勵裝置用于對成像物體進行激勵，還用于改變所述激勵的初始相位；所述圖像生成裝置與所述激勵裝置相連接，所述圖像生成裝置包括采樣模塊及三維化模塊；采樣模塊用于對所述成像物體在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據和相位改變圖像數據；三維化模塊與所述采樣模塊連接，用于根據所述初始相位圖像數據和相位改變圖像數據構建三維可視化模型并建立圖像。進一步地，所述圖像生成裝置還包括處理模塊，所述處理模塊與所述采樣模塊相連接，用于對成像物體進行分層；所述采樣模塊具體用于分別對所述成像物體各層在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體各層在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據和相位改變圖像數據。進一步地，所述三個相互垂直的方向為成像物體的橫軸位、冠狀位及矢狀位方向。進一步地，所述激勵裝置還用于改變所述激勵的初始相位具體為所述激勵裝置多次改變所述激勵的初始相位，相鄰兩個改變后的初始相位的相位差間隔相等。進一步地，初始相位分別改變為90度、180度、270度。上述磁共振彈性成像三維可視化方法和系統中，通過在改變激勵的初始相位，得到初始相位圖像數據和相位改變圖像數據，即隨時間改變的三維圖像數據，來構建磁共振彈性成像的三維可視化模型，實現磁共振彈性成像的三維可視化。
圖I為磁共振彈性成像三維可視化方法的流程圖；圖2為圖I所示磁共振彈性成像三維可視化方法的具體流程圖；圖3為一實施例的磁共振彈性成像三維可視化方法的具體流程圖；圖4為磁共振彈性成像三維可視化系統的模塊圖；圖5為一實施例的磁共振彈性成像三維可視化系統的詳細模塊圖。
具體實施方式為了解決無法對剪切波的三維空間中的傳播情況進行有效的直觀認識的問題，提出了一種三維可視化的磁共振彈性成像三維可視化方法。根據磁共振影像學知識，成像空間里的最小單元為像素點，并且成像空間依據成像物體通常分為矢狀位方向、橫斷位方向和冠狀位方向三個方向。矢狀位方向、橫斷位方向和冠狀位方向之間兩兩相互垂直。如圖I所示的磁共振彈性成像三維可視化方法，包括以下步驟步驟S10，對成像物體進行激勵，在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據。
在成像物體表面施加剪切波對其進行激勵，激勵使得成像物體上的質點出現位移。選擇三個相互垂直的方向施加敏感梯度，對成像物體進行掃描，即可采集到相應方向波動圖像數據，掃描完成后即得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據。步驟S20，改變激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據。如圖2所示，步驟S20包括步驟S210，多次改變激勵的初始相位，相鄰兩個改變后的初始相位的相位差間隔相等。具體在本實施例中，開始時初始相位為O度，之后初始相位分別改變為90度、180度和270度。步驟S230，分別對成像物體進行掃描，得到多個等初始相位間距的成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據。具體在本實施例中，隨著初始相位的改變，最終獲得隨時間變化的相位圖像數據。需要注意的是，初始相位也可以改變成其它的度數，初始相位的改變次數不限于本實施例里提到的三次，若采集次數為8次，則初始相位可以分別改變為45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度。相鄰兩個改變后的初始相位的相位差，即相鄰初始相位之間度數間隔也可以不相等，實施例里初始相位分別改變為90度、180度和270度是為了更好的反映出相位圖像隨時間的變化。步驟S30，根據初始相位圖像數據和相位改變圖像數據構建三維可視化模型并建立圖像。根據上述步驟采集到的初始相位圖像數據和相位改變圖像數據來構建三維可視化模型，獲取的相位圖像為波動位移的線性變換，即
權利要求
1.一種磁共振彈性成像三維可視化方法，其特征在于，包括以下步驟 對成像物體進行激勵，在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據； 改變所述激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據； 根據所述初始相位圖像數據和所述相位改變圖像數據構建三維可視化模型并建立圖像。
2.根據權利要求I所述的磁共振彈性成像三維可視化方法，其特征在于，還包括對成 像物體進行分層的步驟； 所述對成像物體進行激勵，在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據的步驟具體為 對所述成像物體進行激勵，分別對所述成像物體各層在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度，并進行掃描，得到成像物體各層在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據；所述改變所述激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據的步驟具體為 改變所述激勵的初始相位，并分別對所述成像物體各層進行掃描，得到所述成像物體各層在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據。
3.根據權利要求I所述的磁共振彈性成像三維可視化方法，其特征在于，所述三個相互垂直的方向為成像物體的橫軸位、冠狀位及矢狀位方向。
4.根據權利要求I所述的磁共振彈性成像三維可視化方法，其特征在于，所述改變所述激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據的步驟具體為 多次改變所述激勵的初始相位，相鄰兩個改變后的初始相位的相位差間隔相等； 分別對成像物體進行掃描，得到多個等初始相位間距的成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據。
5.根據權利要求4所述的磁共振彈性成像三維可視化方法，其特征在于，初始相位分別改變為90度、180度、270度。
6.一種磁共振彈性成像三維可視化系統，其特征在于，包括 激勵裝置，用于對成像物體進行激勵，還用于改變所述激勵的初始相位 '及 圖像生成裝置，與所述激勵裝置相連接，所述圖像生成裝置包括 采樣模塊，用于對所述成像物體在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據和相位改變圖像數據；及三維化模塊，與所述采樣模塊連接，用于根據所述初始相位圖像數據和相位改變圖像數據構建三維可視化模型并建立圖像。
7.根據權利要求6所述的磁共振彈性成像三維可視化系統，其特征在于，所述圖像生成裝置還包括 處理模塊，與所述采樣模塊相連接，用于對所述成像物體進行分層； 所述采樣模塊具體用于分別對所述成像物體各層在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體各層在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據和相位改變圖像數據。
8.根據權利要求6所述的磁共振彈性成像三維可視化系統，其特征在于，所述三個相互垂直的方向為成像物體的橫軸位、冠狀位及矢狀位方向。
9.根據權利要求6所述的磁共振彈性成像三維可視化系統，其特征在于，所述激勵裝置還用于改變所述激勵的初始相位具體為 所述激勵裝置多次改變所述激勵的初始相位，相鄰兩個改變后的初始相位的相位差間隔相等。
10.根據權利要求9所述的磁共振彈性成像三維可視化系統，其特征在于，初始相位分別改變為90度、180度、270度。
全文摘要
一種磁共振彈性成像三維可視化方法，包括以下步驟對成像物體進行激勵，在三個相互垂直的方向上施加敏感梯度并進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的初始相位圖像數據；改變所述激勵的初始相位，對成像物體進行掃描，得到成像物體在三個相互垂直的方向上的相位改變圖像數據；根據所述初始相位圖像數據和所述相位改變圖像數據構建三維可視化模型并建立圖像。上述磁共振彈性成像三維可視化方法中，通過改變激勵的初始相位，得到初始相位圖像數據和相位改變圖像數據，即隨時間改變的三維圖像數據，來構建磁共振彈性成像的三維可視化模型，實現磁共振彈性成像的三維可視化。此外，還提供了一種磁共振彈性成像三維可視化系統。
文檔編號A61B5/055GK102631196SQ201210110880
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月16日 優先權日2011年12月8日
發明者劉新, 張麗娟, 朱燕杰, 鄭海榮, 鐘耀祖 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院