本發明涉及磁共振圖像處理,特別涉及一種磁共振圖像畸變矯正方法、裝置、設備及介質。
背景技術:
1、磁共振成像(magnetic?resonance?imaging,mri)中,不均勻的b0場對于mri圖像會產生很多不良影響,其中最顯著最普遍的就是圖像畸變。理論上講,依照拉莫爾方程,人體內氫原子核的進動頻率與b0場成正比關系,b0場越大,進動頻率越高,而磁共振信號的編碼原理是通過施加空間位置相關的線性梯度場從而人為改變空間內b0場的均勻性,進而引起氫核進動頻率和相位的改變,這種改變是與空間坐標相對應的。因此可以通過區分信號的頻率和相位來判斷信號在空間中的來源,從而形成圖像。以上都是基于b0場絕對均勻的假設條件下,若b0場本身不均勻,其不均勻的部分會疊加到梯度磁場上,使梯度場線性發生變化,進而對空間編碼產生影響,導致圖像畸變變形。
2、頻率編碼時磁共振成像空間編碼的一種方式,在采樣時,通過施加梯度磁場使得特定方向產生隨空間位置線性變化的磁場,使得氫原子核的進動頻率產生隨空間位置線性的變化。采樣獲得的信號的不同頻率分量可對應不同的空間位置,從而完成該方向上的空間位置的編碼。每個像素對應的頻率范圍稱為像素帶寬,與采樣時間的倒數相等。如果某點的b0場有偏差,這一點會被編碼到與實際位置相差多個像素的位置。現有技術采用增加采樣帶寬,從而增加像素帶寬,減小頻率編碼方向的空間編碼錯誤。使用結構確定的模體掃描并保存空間畸變矯正信息,并在圖像掃描后應用這一信息進行畸變矯正。利用每次掃描前的b0?map掃描獲取空間畸變矯正信息并進行畸變矯正。但是上述的處理方式往往會出現掃描時間過長、畸變矯正信息與實際掃描有誤差或無法正常求解以及矯正。
3、綜上,如何對磁共振成像的畸變圖像進行畸變矯正的同時減少對畸變圖像的圖像依賴是本領域有待解決的技術問題。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明的目的在于提供一種磁共振圖像畸變矯正方法、裝置、設備及介質,能夠對磁共振成像的畸變圖像進行畸變矯正的同時減少對畸變圖像的圖像依賴。其具體方案如下:
2、第一方面,本技術公開了一種磁共振圖像畸變矯正方法,包括:
3、采集在預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向的待矯正靜態場圖以及待矯正磁共振圖像;
4、利用超導磁體的磁場圖信息、所述預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向構建所述待矯正靜態場圖中各點的約束問題;
5、利用在所述磁場圖選定的測量點對所述待矯正靜態場圖進行測量點定位,以得到所述待矯正靜態場圖的測量點,按照所述約束問題以及所述待矯正靜態場圖的測量點在所述待矯正靜態場圖中進行區域搜索和區域求解,以得到矯正后靜態場圖;
6、基于所述矯正后靜態場圖構建的坐標轉換關系對所述待矯正磁共振圖像中的圖像坐標進行坐標轉換,以得到矯正后磁共振圖像。
7、可選的,所述采集在預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向的待矯正靜態場圖,包括:
8、在兩次不同預設回波時間下,分別按照預設頻率編碼方向掃描兩次小角擾相梯度回波序列,以分別得到傅里葉變換后的第一圖像數據和第二圖像數據;其中,所述預設回波時間為所述預設采樣像素帶寬的倒數;
9、計算所述第一圖像數據和所述第二圖像數據中同一圖像位置的相位差,并根據所述相位差、旋磁比、兩次不同預設回波時間的時間差獲取待矯正靜態場圖。
10、可選的,所述利用超導磁體的磁場圖信息、所述預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向構建所述待矯正靜態場圖中各點的約束問題之前,還包括:
11、將半月板型磁場相機放入超導磁體中心,并按照沿相機z軸方向旋轉預設角度的方式旋轉半月板型磁場相機,以采集每次旋轉時直徑為勻場范圍的球面的點的磁場值,以得到相應的磁場圖和所述球面的勻場范圍信息。
12、可選的,所述按照所述約束問題以及所述待矯正靜態場圖的測量點在所述待矯正靜態場圖中進行區域搜索和區域求解,以得到矯正后靜態場圖,包括:
13、從所述待矯正靜態場圖的當前測量點出發向所述待矯正靜態場圖的圖中心進行區域搜索,并根據區域搜索中的路徑經歷的相位變化周期數確定所述待矯正靜態場圖的當前測量點的相位變化周期數修正參數;
14、將所述相位變化周期數修正參數代入至所述約束問題,以得到所述待矯正靜態場圖的當前測量點的求解結果;
15、分別將所述待矯正靜態場圖的各其余測量點作為新的當前測量點,跳轉執行所述從所述待矯正靜態場圖的當前測量點出發向所述待矯正靜態場圖的圖中心進行區域搜索,并根據區域搜索中的路徑經歷的相位變化周期數確定所述待矯正靜態場圖的當前測量點的相位變化周期數修正參數的步驟,以基于所有所述當前測量點的求解結果確定矯正后靜態場圖。
16、可選的,所述的磁共振圖像畸變矯正方法,還包括:
17、若所述待矯正靜態場圖存在經過各所述當前測量點中均未被搜索到的目標區域,則利用插值處理方式獲取所述目標區域的求解結果。
18、可選的,所述基于所述矯正后靜態場圖構建的坐標轉換關系對所述待矯正磁共振圖像中的圖像坐標進行坐標轉換,以得到矯正后磁共振圖像,包括:
19、基于矯正后靜態場圖、預設采樣像素帶寬、預設頻率編碼方向的目標向量、旋磁比以及圖像坐標與真實坐標構建坐標轉換關系;
20、對所述待矯正磁共振圖像中的圖像坐標按照所述坐標轉換關系進行坐標轉換,以得到矯正后磁共振圖像。
21、可選的,所述基于矯正后靜態場圖、預設采樣像素帶寬、預設頻率編碼方向的目標向量、旋磁比以及圖像坐標與真實坐標構建坐標轉換關系,包括:
22、按照構建坐標轉換關系;其中,表示真實坐標,表示旋磁比,表示矯正后靜態場圖,表示預設頻率編碼方向的目標向量,表示預設采樣像素帶寬,表示圖像坐標。
23、第二方面,本技術公開了一種磁共振圖像畸變矯正裝置,包括:
24、圖像采集模塊,用于采集在預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向的待矯正靜態場圖以及待矯正磁共振圖像;
25、約束構建模塊,用于利用超導磁體的磁場圖信息、所述預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向構建所述待矯正靜態場圖中各點的約束問題;
26、第一矯正模塊,用于利用在所述磁場圖選定的測量點對所述待矯正靜態場圖進行測量點定位,以得到所述待矯正靜態場圖的測量點,按照所述約束問題以及所述待矯正靜態場圖的測量點在所述待矯正靜態場圖中進行區域搜索和區域求解,以得到矯正后靜態場圖;
27、第二矯正模塊,用于基于所述矯正后靜態場圖構建的坐標轉換關系對所述待矯正磁共振圖像中的圖像坐標進行坐標轉換,以得到矯正后磁共振圖像。
28、第三方面,本技術公開了一種電子設備,包括:
29、存儲器,用于保存計算機程序;
30、處理器,用于執行所述計算機程序,以實現前述公開的磁共振圖像畸變矯正方法的步驟。
31、第四方面,本技術公開了一種計算機可讀存儲介質,用于存儲計算機程序;其中,所述計算機程序被處理器執行時實現前述公開的磁共振圖像畸變矯正方法的步驟。
32、可見,本技術公開了一種磁共振圖像畸變矯正方法,包括:采集在預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向的待矯正靜態場圖以及待矯正磁共振圖像;利用超導磁體的磁場圖信息、所述預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向構建所述待矯正靜態場圖中各點的約束問題;利用在所述磁場圖選定的測量點對所述待矯正靜態場圖進行測量點定位,以得到所述待矯正靜態場圖的測量點,按照所述約束問題以及所述待矯正靜態場圖的測量點在所述待矯正靜態場圖中進行區域搜索和區域求解,以得到矯正后靜態場圖;基于所述矯正后靜態場圖構建的坐標轉換關系對所述待矯正磁共振圖像中的圖像坐標進行坐標轉換,以得到矯正后磁共振圖像。由此可見,本技術通過原始b0場測量信息,能對真實b0場進行更準確的測量。能利用勻場視野外的磁場實現更大的掃描視野。并利用磁場圖和在預設采樣像素帶寬和預設頻率編碼方向的掃描序列來測量并得到真實的b0場圖,其中,磁場圖為更準確地解除掃描序列的相位卷繞提供了約束條件,掃描序列則能反映特定掃描部位對磁場的影響,然后利用更加準確的b0場矯正圖像畸變。