磁共振成像中去除偽影的方法和裝置的制作方法

專利名稱：磁共振成像中去除偽影的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像(MRI， Magnetic Resonance Imaging)技術，特別是涉及一種 MRI中去除偽影的方法和裝置。
背景技術：
MRI技術可以用來對人體的血管成像，稱為磁共振血管成像(MRA， magnetic resonance angiography)。 MRA是磁共振無創的血管檢査技術，在血管性疾病的診斷中具有獨特的地位、 隨著科技的不斷發展，磁共振成像儀的不斷完善和發展，MRA也朝著更精細、更真實的反應 血管情況的方向發展。
時間飛躍(TOF， Time of Flight)法是目前MRA中最常用的成像技術。其原理是由于 血液的流動與靜態的組織在一個時間范圍內的位置差異，使得飽和掃描部位的組織產生相對 低的MR信號，而不飽和的血液就產生相對高的MR信號。
在TOF法中，比較常用的圖像顯示方法是最大密度投影(MIP， maximum intensity projection)法。MIP法是在每個投影方向上，只保留最大信號強度的像素。對于三維磁共 振TOF技術，通常存在復數個不同位置的射頻脈沖組對人體成像，脈沖之間存在重疊，在采 用MIP法進行圖像顯示時，重疊處會出現偽影，偽影嚴重時，將對診斷造成很大影響。

發明內容
本發明的一個目的在于提出一種MRI中去除偽影的方法，去除三維MRA中射頻脈沖重疊 處產生的圖像偽影。
本發明的另一冃的在于提供一種與上述服I中去除偽影的方法相應的裝置。 為了實現上述目的，本發明提出一種MRI中去除偽影的方法包括掃描生成復數組多通 道三維數據，每組三維數據包含復數組二維數據；將對應同一重疊層面的所有二維數據進行 加權相加，并對所述所有二維數據進行最大密度投影，疊加所述加權相加數據和最大密度投 影數據生成對應所述重疊層面的二維數據；對由非重疊層面的二維數據和所生成的對應所述 重疊層面的二維數據組成的三維數據進行最大密度投影，生成最終圖像。其中，所述將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加包括根據對應同一重疊 層面的所有二維數據對應的射頻脈沖中心層面與所述重疊層面的距離，分別確定對應同一重 疊層面的所有二維數據的加權值；根據所確定的二維數據的加權值將對應同一重疊層面的所 有二維數據進行加權相加，生成加權相加數據。
其中，所述根據對應同一重疊層面的所有二維數據對應的射頻脈沖中心層面與所述重疊 層面的距離，分別確定對應同一重疊層面的所有二維數據的加權值包括對應同一重疊層面 的二維數據對應的射頻中心層面與所述重疊層面的距離越近，所述二維數據的加權值越大； 對應同一重疊層面的二維數據對應的射頻中心層面與所述重疊層面的距離越遠，所述二維數 據的加權值越小。
其中，所述將加權相加數據與對應同一重疊層面的二維數據的最大密度投影數據疊加， 生成一個對應所述重疊層面的二維數據包括在每一像素位置上，保留對應同一重疊層面的 所有二維數據中在該位置的最大值，生成所述最大密度投影數據；將加權相加數據與所述最 大密度投影數據疊加，生成一個對應所述重疊層面的二維數據。
為了實現上述S的，本發明提出一種磁共振成像中去除偽影的裝置包括掃描單兀，用 于通過多通道線圈對待掃描物體進行掃描，牛成復數組三維數據，所述每個三維數據包含復 數組二維數據重疊處理單元，用于將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，并 對所述所有二維數據迸行最大密度投影，疊加所述加權相加數據和最大密度投影數據生成對 應所述重疊層面的二維數據；成像單元，用于對由非重疊層面的二維數據和所生成的對應所 述重疊層面的二維數據組成的三維數據進行最大密度投影，并生成最終圖像。
其中，所述重疊處理單元包括加權相加模塊，用于將對應同一重疊層面的所有二維數 據進行加權相加，生成加權相加數據；最大密度投影模塊，用于將對應同一重疊層面的所有 二維數據進行最大密度投影，生成最大密度投影數據；疊加模塊，用于將所述加權相加數據 和最大密度投影數據疊加，生成一個對應所述重疊層面的二維數據。
其中，所述最大密度投影模塊在每一像素位置上，保留對應同一重疊層面的所有二維數 據中在該位置上的最大值，生成所述最大密度投影數據。
其中，所述加權相加模塊根據對應同一重疊層面的二維數據對應的射頻脈沖中心層面與 所述重疊層面的距離，分別確定二維數據的加權值；根據所確定的二維數據的加權值將對應 同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，生成加權相加數據。
由上述技術方案可以看出，本發明在對待掃描物體進行掃描生成三維數據后，將對應同 一重疊層面的所有一維數據進行加權相加，并將加權相加數據與對應同一重疊層面的所有二維數據的MIP數據疊加，生成一個對應重疊層面的二維數據，然后對由非重疊層面的二維數 據和對應重疊層面的二維數據組成的三維數據進行M工P，生成最終圖像。由于將對應同一重 疊層面的所有二維數據的加權相加數據與MIP數據相疊加，而非現有技術中單純地采用MIP 對重疊層面的數據進行處理，使處于各射頻脈沖邊緣的層面上的數據中的用于醫療診斷的重 要信息得到最大限度的保留，而背景信號得到有效的平滑。由于用于醫療診斷的重要信息得 到最人限度保留，醫療診斷的可靠性大為提高。


下面將通過參照附圖詳細描述本發明的優選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚木 發明的上述及其它特征和優點，相同的標號表示相同的部件，附圖中 圖1是本發明提出的MRI中去除偽影的方法的流程圖； 圖2是根據本發明實施例一的MRI中去除偽影的方法的流程圖； 圖3是實施例一的射頻脈沖1和射頻脈沖2對應的兩組數據Dl和D2的示意圖； 圖4是實施例一的新生成的三維數據的示意圖； 圖5是本發明實施例二的MRI中去除偽影的裝置結構圖； 圖6是在重疊層面上采用MIP所得到的最終圖像示意圖； 圖7是在重疊層面上采用混合加權相加得到的最終圖像的示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發 明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用
于限定本發明。
本發明的方法采用復數射頻脈沖進行成像，其中，射頻脈沖重疊的層面為重疊層面，不 重疊的層面為非重疊層面。
發明人在發明過程中發現，之所以三維服A中射頻脈沖重疊會產生圖像偽影，是因為重 疊的部分一般是兩個射頻脈沖的邊緣，血管信號較低，但背景信號較強，如果對重疊層面上 的二維數據做MIP，雖然可以使血管信號最大，但背景信號也加強，使背景變亮，從而使最 終的圖像出現亮帶。針對這種問題，發明人經過分析和實驗，提出了創新性的思路，對于重 疊的部分，對同一重疊層面上的二維數據進行混合加權相加，即對同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，并將加權相加數據與重疊層面上的所有二維數據的MIP數據疊加。加權 相加數據中背景信號降低且平滑，但血管信號信息有丟失，阻P數據中血管信息最大限度保 留，但背景增強，兩者疊加可以達到使血管信息得到最大程度保留，同時降低并平滑背景信 號的目的，從而有效避免在最終圖像中出現亮帶偽影，且血管信息得以最大限度保留。
圖1是本發明提出的MRI中去除偽影的方法的流程圖。如圖1所示，在步驟S101，掃描 生成復數組多通道三維數據，每組三維數據包含復數組二維數據；在步驟S102,將對應同一 重疊層面的所有二維數據進行加權相加，并對這些二維數據進行MIP，疊加加權相加數據和 MIP數據生成一個對應重疊層面的—維數據；在步驟S103，對由非重疊層面的二維數據和所 生成的對應重疊層面的二維數據組成的三維數據進行MIP，生成最終圖像。
下面通過幾個具體實施例對本發明進行詳細闡述。
圖2是根據本發明實施例一的MRI中去除偽影的方法的流程圖。在本實施例中，假設有 兩個不同位置射頻脈沖對血管進行磁共振三維成像。如圖2所示，在本實施例中，去除偽影 的方法主要包括如下步驟
在步驟S201，通過線圈對血管掃描，生成分別對應于射頻脈沖1和射頻脈沖2的兩個三 維數據D1和D2。
圖3是對應丁射頻脈沖1和射頻脈沖2的兩個三維數據Dl和D2的示意圖。如圖3所示， Dl包含ll個二維數據，分別為A1至A11; D2包含ll個二維數據，分別為Bl至Bll。在圖 3中還可以看出，Al至All分別對11個層面S1至Sll成像，Bi至Bll分別對11個層面S9 至S19成像。
在步驟S202，確定對應同一重疊層面的各二維數據的加權值，即對同一重疊層面成像的 各一維數據的加權值。
參考圖3，在層面S1至層面S19中，包含3個重疊層面S9、 SlO和Sll，以及16個非重 疊層面S1-S8、 S12-S19。從圖3可見，射頻脈沖1的中心層面位于S6，射頻脈沖2的中心層 面位于S14。
在重疊層面S9，有2個二維數據A9和Bl對其成像，因此需要分別確定A9和Bl的加權 值。在重疊層面SIO，有2個二維數據A10和B2對其成像，因此需要分別確定A10和B2的 加權值。在重疊層面Sll，有2個二維數據A11和B3對其成像，因此需要分別確定A11和B3 的加權值。
對重疊層面S9成像的二維數據A9對應的射頻脈沖1的中心層面S6與S9之間的距離為 3層，對重疊層面S9成像的二維數據Bl對應的射頻脈沖2的中心層面S14與S9之間的距離
7為5層。由于A9距離射頻脈沖1的中心層面S6較近，而Bl距離射頻脈沖2的中心層面S14 較遠，A9的加權值比B1的加權值大。例如，可以將A9的加權值確定為5/8，將Bl的加權值 確定為V8。
對重疊層面S10成像的二維數據A10對應的射頻脈沖1的中心層面S6與S10之間的距離 為4層，對重疊層面S10成像的二維數據B2對應的射頻脈沖2的中心層面S14與S10之間的 距離為4層。由于A10與射頻脈沖1的中心層面S6之間的距離與B2與射頻脈沖2的中心層 面S14之間的距離相等，A10的加權值與B2的加權值相同。可以將A10的加權值確定為1/2， 將B2的加權值確定為1/2。
對重疊層面Sll成像的二維數據All對應的射頻脈沖1的中心層面S6與Sll之間的距離 為5層，對重疊層面Sll成像的二維數據B3對應的射頻脈沖2的中心層面S14與Sll之間的 距離為3層。由于All距離射頻脈沖1的中心層面S6較遠，而B3距離射頻脈沖2的中心層 面S14較近，All的加權值比B3的加權值小。例如，可以將All的加權值確定為3/8，將B3 的加權值確定為5/8。
在歩驟S203，根據所確定的對應同一重疊層面的各二維數據的加權值對重疊層面的所有 二維數據加權相加，生成加權相加數據。
對于重疊層面S9， 二維數據A9的加權值為5/8， 二維數據Bl的加權值為3/8，那么， 按照公式(1)將A9和B1加權相加，生成二維的加權相加數據C9:C9 = 5."9) + L(51) (1) 8 8
對于重疊層面SIO， 二維數據A10和B2的加權值均為1/2，那么，按照公式(2)將AIO 和R2加權相加，生成二維的加權相加數據C10:
00 =丄'"10) +丄'。2) (2) 2 2
對于重疊層面Sll， 二維數據All的加權值為3/8， 二維數據B3的加權值為5/8,那么， 按照公式(3)將A11和B3加權相加，生成二維的加權相加數據C11:
C'11丄"11) +旦.(S3) (3)。 8 8
在步驟S204，生成對應同一重疊層面的所有二維數據的MIP數據。 對于重疊層面S9，在每一像素位置上，保留二維數據A9和B1在對應像素的最大值，生 成MIP數據M9;
對于重疊層面SIO，在每一像素位置上，保留二維數據A10和B2在對應像素的最大值，對于重疊層面Sll，在每一像素位置上，保留二維數據A11和B3在對應像素的最大值， 生成MIP數據Mll。在歩驟S205，將重疊層面的加權相加數據和MIP數據疊加，生成對應該重疊層面的二維 的混合加權相加數據。對于重疊層面S9，將加權相加數據C9和MIP數據M9疊加，生成混合加權相加數據H9; 對于重疊層面SIO，將加權相加數據C10和MIP數據M10疊加，生成混合加權相加數據H10;對于重疊層面Sll，將加權相加數據C11和MIP數據M11疊加，生成混合加權相加數據Hll。在步驟S206，將由非重疊層面的二維數據和對應重疊層面的混合加權相加數據組成的三 維數據進行MIP，生成最終圖像。MIP指圖像一行或列中最大值向一個方向投影，即一行或列變成該行或列的最大值。對 三維數據進行MIP可以向若干方向形成若干二維圖像，例如可以向互相垂直的X、 Y和Z方向 投影，形成三幅二維圖像。如圖3可見，在本實施例中，共有16個非重疊層面，分別是S1-S8、 S12-S19， 3個重疊 層面S9、 S10和Sll。在新組成的三維數據中，非重疊層面上依然采用該層面原對應的二維 數據，重疊層面上采用混合加權相加后生成的二維數據。圖4是新生成的三維數據的示意圖。如圖4所示，在新生成的三維數據中，19個層面的 二維數據分別如下非重疊層面Sl至S8的二維數據分別為Al至A8;重疊層面S9的二維數據為在步驟S205中生成的H9;重疊層面S10的二維數據為在步驟S205中生成的H10;重疊層面Sll的二維數據為在步驟S205中生成的Hll;非重疊層面S12至S19的二維數據分別為B4至Bll 。對該新生成的三維數據進行MIP，生成最終圖像。需要說明的是，在本發明的其他實施例中，也可以采用其他的加權值分配方式，只要是 根據對應同一重疊層面的二維數據對應的射頻脈沖的中心層面與所述重疊層面的距離確定加 權值的前提即可。9本發明還提出了與上述MRI中去除偽影的方法對應的裝置。圖5是木發明實施例二的MRI中去除偽影的裝置結構圖。如圖5所示，該裝置包括掃描 單元501、重疊處理單元502和成像單元503。其中，掃描單元501掃描生成復數組三維數據， 每組三維數據包含復數組二維數據；重疊處理單元502將對應同-重疊層面的所有二維數據 進行加權相加，并對這些二維數據進行MIP，疊加加權相加數據和MIP數據生成對應所述重 疊層面的二維數據；成像單元503對由非重疊層面的二維數據和所生成的對應重疊層面的二 維數據組成的三維數據進行M工P，生成最終圖像。重疊處理單元502包括加權相加模塊5021、 MIP模塊5022和疊加模塊5023。其中，加 權相加模塊5021將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，生成加權相加數據；MIP 模塊5022將對應同一重疊層面的所有二維數據進行MIP，生成MIP數據；疊加模塊5023將 加權相加數據和MIP數據疊加，生成一個對應重疊層面的二維數據。MIP模塊5022在每一像素位置上，保留對應同一重疊層面的所有二維數據中在該像素位 置上的最大值，生成MIP數據。加權相加模塊5021根據對應同一重疊層面的所有二維數據對應的射頻脈沖中心層面與 重疊層面的距離，分別確定二維數據的加權值；根據所確定的二維數據的加權值將對應同一 重疊層面的所有二維數據進行加權相加，生成加權相加數據。采用上述方法和裝置，由于先將對應同一重疊層面的所有二維圖像進行混合加權相加， 使血管信息得到最大程度保留，同時降低并平滑背景信號，因此可以有效避免在最終圖像屮 出現亮帶偽影。圖6是在重疊層面上采用MIP所得到的最終圖像示意圖。如圖6所示，采用現有技術的 方法，即在所有層面上采用單純的MIP得到最終圖像，在最終生成的圖像上，有一條明顯的 亮帶偽影。圖7是在重疊層面上采用混合加權相加得到的最終圖像的示意圖。如圖7所示，采用了 本發明的方法，即對應同一重疊層面的所有二維數據采用加權相加，然后將加權相加數據與 重疊層面的所有二維數據的MIP數據疊加，形成對應該重疊層面的一個二維數據，對非重疊 層面的一維數據以及對應重疊層面的新的二維數據形成的三維數據進行MIP后，得到的最終 圖像上，亮帶偽影明顯改善。由圖6和圖7的對比可以看出，本發明對重疊層面成像的復數組二維數據進行混合加權 相加，而非現有技術中單純地采用MIP對重疊層面的數據進行處理，使處于射頻脈沖邊緣的 層面上的二維數據中的用于醫療診斷的重要信息得到最大限度的保留，而背景信號得到有效10的平滑。由于用于醫療診斷的重要信息得到最大限度保留，醫療診斷的可靠性大為提高。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原 則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種磁共振成像中去除偽影的方法，采用復數射頻脈沖進行成像，其中，射頻脈沖重疊的層面為重疊層面，不重疊的層面為非重疊層面，其特征在于，所述方法包括掃描生成復數組多通道三維數據，每組三維數據包含復數組二維數據；將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，并對所述所有二維數據進行最大密度投影，疊加所述加權相加數據和最大密度投影數據生成對應所述重疊層面的二維數據；對由非重疊層面的二維數據和所生成的對應所述重疊層面的二維數據組成的三維數據進行最大密度投影，生成最終圖像。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將對應同一重疊層面的所有二維數據 進行加權相加包括根據對應同一重疊層面的所有二維數據對應的射頻脈沖中心層面與所述重疊層面的距 離，分別確定對應同一重疊層面的所有二維數據的加權值；根據所確定的二維數據的加權值將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，生 成加權相加數據。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據對應同一重疊層面的所有二維數 據對應的射頻脈沖中心層面與所述重疊層面的距離，分別確定對應同一重疊層面的所有二維 數據的加權值包括對應同一重疊層面的二維數據對應的射頻中心層面與所述重疊層面的距離越近，所述二 維數據的加權值越大；對應同一重疊層面的二維數據對應的射頻中心層面與所述重疊層面的 距離越遠，所述二維數據的加權值越小。
4、 根據權利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，所述將加權相加數據與對應同一 重疊層面的二維數據的最大密度投影數據疊加，生成一個對應所述重疊層面的二維數據包括在每一像素位置上，保留對應同一重疊層面的所有二維數據中在該位置的最大值，生成 所述最大密度投影數據；將加權相加數據與所述最大密度投影數據疊加，生成一個對應所述重疊層面的二維數據。
5、 一種磁共振成像中去除偽影的裝置，采用復數射頻脈沖進行成像的裝置中，其中，射 頻脈沖重疊的層面為重疊層面，不重疊的層面為非重疊層面，其特征在于，所述裝置包括掃描單元(501)，用于通過多通道線圈對待掃描物體進行掃描，生成復數組三維數據， 所述每個三維數據包含復數組二維數據；重疊處理單元(502)，用于將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，并對所述所有二維數據進行最大密度投影，疊加所述加權相加數據和最大密度投影數據生成對應所 述重疊層面的二維數據；成像單元(503)，用于對由非重疊層面的二維數據和所生成的對應所述重疊層面的二維 數據組成的三維數據進行最大密度投影，并生成最終圖像。
6、 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述重疊處理單元(502)包括 加權相加模塊(5021)，用于將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，生成加權相加數據；最大密度投影模塊(5022)，用于將對應同一重疊層面的所有二維數據進行最大密度投影， 生成最大密度投影數據；疊加模塊(5023)，用于將所述加權相加數據和最大密度投影數據疊加，生成一個對應所 述重疊層面的二維數據。
7、 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述最大密度投影模塊(5022)在每一像 素位置上，保留對應同一重疊層面的所有二維數據中在該位置上的最大值，生成所述最大密 度投影數據。
8、 根據權利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述加權相加模塊(5021)根據對應 同一重疊層面的二維數據對應的射頻脈沖中心層面與所述重疊層面的距離，分別確定二維數 據的加權值；根據所確定的二維數據的加權值將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權 相加，生成加權相加數據。
全文摘要
本發明公開了一種磁共振成像中去除偽影的方法，其包括掃描生成復數組三維數據，每組三維數據包含復數組二維數據；將對應同一重疊層面的所有二維數據進行加權相加，并對所述所有二維數據進行最大密度投影，疊加加權相加數據和最大密度投影數據生成對應重疊層面的二維數據；對由非重疊層面的二維數據和對應重疊層面的二維數據組成的三維數據進行最大密度投影，生成最終圖像。本發明還公開了一種磁共振成像中去除偽影的裝置。由于將對應同一重疊層面的所有二維數據進行混合加權相加處理，而非單純地采用MIP對重疊層面的數據進行處理，使處于各射頻脈沖邊緣的層面上的數據中醫療診斷的重要信息得到最大限度的保留，而背景信號得到有效的平滑。
文檔編號G01R33/56GK101520499SQ20081000647
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月29日 優先權日2008年2月29日
發明者吳偉剛, 強 張, 戴勇鳴 申請人:西門子(中國)有限公司