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磁共振中心频率的校正方法、装置、存储介质及医疗设备与流程

2022-11-23 16:06:53 来源:中国专利 TAG:


1.本发明属于磁共振技术领域,特别是涉及一种磁共振中心频率的校正方法、装置、存储介质及医疗设备。


背景技术:

2.磁共振成像具有极佳的软组织成像能力,其能为临床诊断提供许多独特的对比度。但由于磁共振成像过程中的扫描速度较慢,容易受到患者的呼吸运动的影响。患者的呼吸运动会造成脏器沿头脚方向的大幅度运动以及脏器的非刚性形变,会造成磁共振图像鬼影、模糊、重影等伪影。
3.虽然,现有的磁共振机器采用呼吸触发采集的方式进行运动补偿,但该方法的有效性依赖于患者的呼吸状态是否稳定;当患者呼吸运动不稳时,基于呼吸门控设备所触发采集时不同时段的患者的呼吸状态不一致,导致在头脚方向上同一k空间数据实际采集的位置不同,就仍然会存在鬼影、模糊和重影等问题。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明提供一种磁共振中心频率的校正方法、装置、存储介质及医疗设备,主要目的在于修正当前层级的脉冲的中心频率,以使通过修正后的当前层级的脉冲的中心频率所采集图像数据的准确率和图像质量更高。
5.第一方面,本发明提供了一种磁共振中心频率的校正方法,包括:
6.获取呼吸信号;
7.根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息;
8.根据所述基线位置信息和所述实时位置信息,获得所述当前层级对应的等中心距离的偏移量;
9.根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率。
10.进一步的,在所述获取呼吸信号之前,所述校正方法还包括:
11.获取样本呼吸信号和与所述样本呼吸信号对应的样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号;
12.根据所述预设时间分辨率信号,获取所述样本感兴趣区域的位置时间曲线;
13.建立所述位置时间曲线与所述样本呼吸信号之间的函数映射关系;
14.将所述函数映射关系作为所述呼吸信号与所述感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系。
15.进一步的,所述获取样本呼吸信号和与所述样本呼吸信号对应的样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号,包括:
16.结合呼吸门控,获取所述样本感兴趣区域在垂直于横膈膜的方向上的预设时间分
辨率信号,其中,所述预设时间分辨率信号为一维信号;或,
17.结合呼吸门控,获取所述样本感兴趣区域在冠状面上的预设时间分辨率信号,其中,所述预设时间分辨率信号为二维信号。
18.进一步的,所述预设时间分辨率信号为在垂直于所述横膈膜的方向上获得的信号,根据所述预设时间分辨率信号,获取所述样本感兴趣区域的位置时间曲线,包括:
19.将所述预设时间分辨率信号进行fft变换,获取与采集时间对应的所述样本感兴趣区域的一维图像;
20.基于所述一维图像的灰度值信息,获取所述横膈膜在所述一维图像的位置信息;
21.建立所述位置信息与所述采集时间的对应关系,以获得所述样本感兴趣区域的位置时间信息。
22.进一步的,所述预设时间分辨率信号为在冠状面上获得的信号,所述根据所述预设时间分辨率信号,获取所述样本感兴趣区域的位置时间曲线,包括:
23.将所述预设时间分辨率信号进行fft变换,获得与采集时间对应的所述感兴趣区域的二维图像;
24.基于所述二维图像的灰度值信息,获取所述样本感兴趣区域中心在所述二维图像中的位置信息;
25.建立所述位置信息与所述采集时间的对应关系,获得所述样本感兴趣区域的位置时间曲线。
26.进一步的,所述感兴趣区域的位置时间信息包括所述样本感兴趣区域在运动方向上的位置信息,所述函数映射关系包括所述样本呼吸信号和所述样本感兴趣区域在运动方向上的位置时间曲线之间的映射关系。
27.进一步的,所述样本呼吸信号和所述样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号包括对所述感兴趣区域预扫描获得的信号、或者基于历史患者的扫描数据获得的信号。
28.进一步的,根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息,包括:
29.对预设采集窗口内的呼吸信号进行加权平均,获得采集所述呼吸信号时的呼吸信号基线值;
30.根据所述对应关系,确定与所述呼吸信号基线值对应的感兴趣区域的加权位置信息;
31.将所述感兴趣区域的加权位置信息作为所述感兴趣区域的基线位置信息。
32.进一步的,所述根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率,包括:
33.基于当前层级对应的等中心距离、以及所述偏移量,利用预定的公式计算获得所述当前层级的脉冲的中心频率;
34.所述预定计算公式为:
35.其中,freqn为当前层级的脉冲的中心频率;γ为磁旋比;δzn为当前层级对应的等中心距离;d
n-d
acq
为偏移量;gss为当前层级对应的层选梯度值。
36.进一步的,所述感兴趣区域为肝脏、肾脏和脾脏中的至少一个。
37.第二方面,本发明提供了一种磁共振中心频率的校正装置,包括:
38.信号获取模块,用于获取呼吸信号;
39.位置信息确定模块,用于根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息;
40.偏移量确定模块,用于根据所述基线位置信息和所述实时位置信息,获得所述当前层级对应的等中心距离的偏移量;
41.中心频率校正模块,用于根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率。
42.第三方面,本发明提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的磁共振中心频率的校正方法的步骤。
43.第四方面,本发明提供了一种医疗设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的磁共振中心频率的校正方法的步骤。
44.借由上述技术方案,本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点:
45.本发明提供了一种磁共振中心频率的校正方法、装置、存储介质及医疗设备,通过根据呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息;再根据基线位置信息和实时位置信息,获得当前层级对应的等中心距离的偏移量;最后根据偏移量修正当前层级的脉冲的中心频率。通过校正后的脉冲的中心频率所采集到的图像数据的准确率和图像质量更高。
46.上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
47.通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
48.图1示出了磁共振系统的组成框图;
49.图2示出了呼吸门控设备的触发采集示意图;
50.图3示出了本发明实施例提供的一种磁共振中心频率的校正方法的流程图;
51.图4示出了本发明实施例提供的对患者的感兴趣区域的多层扫描示意图;
52.图5示出了对运动进行仿真和校正的磁共振图像;
53.图6示出了本发明实施例提供的另一种磁共振中心频率的校正方法的流程图;
54.图7示出了本发明实施例提供的向横膈膜激发高时间分辨率信号的定位示意图;
55.图8示出了本发明实施例提供的高时间分辨率信号经fft转化后的示意图;
56.图9示出了本发明实施例提供的根据对应关系确定与呼吸信号对应的感兴趣区域的基线位置信息的流程图;
57.图10示出了本发明实施例提供的一种磁共振中心频率的校正装置的组成框图;
58.图11示出了本发明实施例提供的另一种磁共振中心频率的校正装置的组成框图;
59.图12示出了本发明实施例提供的一种医疗设备的实体结构示意图。
具体实施方式
60.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
61.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
62.磁共振成像(magnet i c resonance imagi ng,mri)是现代医学影像中主要的成像方式之一,参见图1,其基本原理是利用磁共振现象,利用梯度场进行空间位置编码,然后采用射频激励激发人体中的氢质子,随后使用接收线圈接收带位置信息的信号,最终通过傅里叶变换重建出图像信息。
63.现有的mri是通过监测患者的呼吸信号,并在呼吸末期触发扫描,期望在运动较缓的呼吸末期采集信号,参见图2。在呼吸触发扫描开始之前,系统会计算出呼吸周期和最大斜率点,扫描技师可以通过观察患者的呼吸信号曲线和最大斜率点的位置,为正常扫描设置固定的触发延迟的时间和扫描窗的长度等,确保扫描窗落在呼吸末期信号最平稳的区间。
64.而mri高分辨率成像序列的扫描时间都比较长,扫描后期患者的呼吸状态可能会发生改变,例如呼吸周期和/或呼吸的幅度发生变化,而序列并未因此进行相应的调整,导致在前期扫描的激发(shot)与后期扫描的激发(shot)对应的成像的脏器位置不相同,而这些不同位置采集的信号被用于重建同一个幅图像会产生伪影。
65.基于此,本技术实施例提供一种磁共振中心频率的校正方法,通过根据呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间所建立的对应关系,确定与呼吸信号对应的感兴趣区域的基线位置信息、以及与当前层级的呼吸信号对应的感兴趣区域的实时位置信息;再根据基线位置信息和实时位置信息,获得当前层级对应的等中心距离的偏移量;最后根据偏移量修正当前层级的脉冲的中心频率,通过校正后的当前层级的脉冲的中心频率所采集图像数据的准确率和图像质量更高。
66.以下介绍本技术的一种磁共振中心频率的校正方法,如图3所述,包括:
67.301、获取呼吸信号。
68.在本实施例中,获取呼吸信号可以基于呼吸门控设备,也可以基于3d摄像装置,呼吸信号能够反映感兴趣区域的运动幅度和运动状态。在正常情况下,结合呼吸门控,进行mri扫描,可以很好的去除由于呼吸运动产生的伪影。但是,在患者长时间的控制呼吸运动后,呼吸周期和/或呼吸的幅度可能发生变化。
69.302、根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息。
70.参见图4,在对感兴趣区域进行扫描时,通过重复时间tr对感兴趣区域进行多层扫描,其中,每个重复时间tr会得到多层一个激发(shot)的数据,且每个单层的k空间数据由多次激发(shot)采集的数据组成的。多次激发所在的呼吸周期不同,由于患者在不同的呼吸周期的呼吸信号可能不同,即呼吸运动造成的待扫描者的感兴趣区域的运动不同,导致同样的激发频率,激发的层级位置不同,换句话说,采用同样的激发频率,获取的数据属于不同的层级。其中,感兴趣区域可以包括肝脏、肾脏或者脾脏中至少一个。
71.在本实施例中,通过预先对呼吸信号和感兴趣区域的定位信息进行分析,建立二者的对应关系,即呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系。在获取呼吸信号时,可根据所建立的对应关系反推出与所确定的呼吸信号对应的感兴趣区域的位置信息。其中位置关系包括与呼吸信号对应的感兴趣区域的基线位置信息d
acq
、以及与感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息dn。
72.303、根据所述基线位置信息和所述实时位置信息,获得所述当前层级对应的等中心距离的偏移量。
73.对患者的感兴趣区域的第n层级激发的脉冲的中心频率计算公式为freqn=γ*δzn*gss,其中,γ为磁旋比,δzn为第n层级在层方向上的理论等中心距离,理论等中心距离为呼吸信号一致性较好的情况下适用,gss为层选梯度值;由于,磁旋比和层选梯度值为固定值,第n层级在层方向上的等中心距离随患者的呼吸运动而发生偏移,因此,为了准确获得当前层级对应的等中心距离的数值,则根据当前层级对应的等中心距离与基线位置信息和实时位置信息之间的应对关系,计算出当前层级对应的等中心距离的偏移量,等中心距离的偏移量可以为实时位置和基线位置的差值,即d
n-d
acq
,以便下述步骤304中的根据偏移量对当前层级的脉冲的中心频率的实时修正。
74.304、根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率。
75.通过获得的当前层级对应的等中心距离的偏移量,修正当前层级的等中心距离,δz
n校正
为δz
n-(d
n-d
acq
),通过校正后的等中心距离δz
n校正
对当前层级的脉冲的中心频率实时修正,可使将修正后的中心频率作为当前层级的脉冲的中心频率更新后,实现对脉冲向在感兴趣区域的当前层级激发时对应的层方向上的运动偏离的校正。
76.通过对感兴趣区域的每一层级对应的脉冲的中心频率分别进行更新,即可模拟出感兴趣区域的不同层级的层面间的运动,进而获得更佳的图像质量。如图5(a)所示,在通过未修正的脉冲的中心频率所获得的图像具有伪影和模糊,如图5(b)和5(c)所示,在修正的脉冲的中心频率所获得的图像、以及层级间无层面运动的图像均具有较好的图像质量。
77.本发明实施例提供了一种磁共振中心频率的校正方法,通过根据预先建立的呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息;再根据基线位置信息和实时位置信息,获得当前层级对应的等中心距离的偏移量;最后根据偏移量修正当前层级的脉冲的中心频率,以使通过校正后的脉冲的中心频率所采集到的图像数据的准确率和图像质量更高。
78.本发明实施例提供了另一种磁共振中心频率的校正方法,包括建立的呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,如图6所示,该方法具体包括:
79.601、获取样本呼吸信号和与所述样本呼吸信号对应的样本感兴趣区域的高时间分辨率信号。
80.样本呼吸信号和样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号包括对感兴趣区域预扫描获得的信号或者基于历史患者的扫描数据获得的信号。对于对感兴趣区域预扫描获得的情况,样本感兴趣区域实为感兴趣区域,在感兴趣区域正式扫描前,通过预扫描获得样本呼吸信号和样本感兴趣区域的高时间分辨率信号,在此情况中,相当于每个患者建立属于自己的呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,不同患者间可以相同,也可以不同。对于基于历史患者的扫描数据获得的情况,样本呼吸信号和样本感兴趣区域不是预扫描获得,是基于历史的患者就诊记录获得,样本感兴趣区域可以不是待扫描患者的感兴趣区域,但属于不同患者的同一位置,例如感兴趣区域为肝脏,样本感兴趣区域为其它患者的肝脏,此种情况下,相当于多个患者采用同样的呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系对等中心距离进行校正。
81.对于本发明实施例,以对感兴趣区域预扫描获得的样本呼吸信号和样本感兴趣区域为例进行说明。当门控设备开始采集患者的样本呼吸信号时,获取患者的感兴趣区域的一组预设时间分辨率信号扫描,即样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号。预设时间分辨率信号可以优选为低空间分辨率的信号,预设时间分辨率信号的空间分辨率为32-64,且时间分辨率为100ms左右。预设时间分辨率信号可以应用于层厚较大的器官扫描。在本发明实施例中,预设时间分辨率信号可以称为高时间分辨率信号,高时间分辨率信号能够满足获得感兴趣区域的位置时间信息的要求即可,在此不做限定,例如预设时间分辨率信号的时间分辨率可以达到毫秒。
82.获取样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号需要进行位置定位。
83.在一示例中,以横膈膜为定位位置为例。参见图7,横隔膜是胸腔和腹腔之间的分隔膜,其厚度较薄,它位于心脏和双侧肺脏的下面,肝脏、脾脏、胃的上方,平放在身体内部分隔了胸腹腔,并能够随着呼吸运动而上下运动,在采集患者的呼吸信号时,横隔膜的位置信息的变化相对明显,因此,获取样本呼吸信号和与所述样本呼吸信号对应的样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号,可以包括:结合呼吸门控,获取所述样本感兴趣区域在垂直于横膈膜的方向上的预设时间分辨率信号,其中,所述预设时间分辨率信号为一维信号。预设时间分辨率信号可以通过激发一层,也可以通过笔形束(penc i l beam)激发一条,然后采集垂直于横膈膜方向的预设时间分辨率信号。垂直于横膈膜方向的预设时间分辨率信号至少对应一个呼吸周期。为了满足预设时间分辨出要求,采集序列可以采用gre序列,时间分辨率达到数毫秒。其中,预设时间分辨率信号可以是预设时间分辨率f i d信号,f i d信号为核磁共振自由感应衰减信号,gre序列为梯度回波脉冲序列。
84.在另一示例中,以感兴趣区域的冠状面图像的中心位置为定位位置为例。由于肝脏、肾脏或脾脏均可随人体的呼吸进行明显的运动,因此,在采集患者的呼吸信号时,肝脏、肾脏或脾脏的位置信息的变化相对明显,可以反映在肝脏、肾脏或脾脏的冠状面图像上,其中,冠状面上的参考位置可以选择感兴趣区域的中心位置。因此,获取样本呼吸信号和与所述样本呼吸信号对应的样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号,可以包括:结合呼吸门控,
获取所述样本感兴趣区域在冠状面上的预设时间分辨率信号,其中,所述预设时间分辨率信号为二维信号。在冠状面上的预设时间分辨率信号可以激发一层,为了保证时间分辨率,采用序列可以采用gre序列。
85.在其它实施例中,预设时间分辨率信号也可以是预设时间分辨率echo信号,采集序列也可以使用gre序列。相比于fid信号,采集echo信号包括一个预相位(prephase)梯度过程,采集时间较长。
86.由于预设时间分辨率信号是在时间维度上伴随着呼吸运动采集,所以预设时间分辨率信号包含与样本呼吸信号相关的样本感兴趣区域的运动信息。不同的呼吸信号可以导致不同时间点的预设时间分辨率信号不同。
87.602、根据所述预设时间分辨率信号,获取所述样本感兴趣区域的位置时间曲线。
88.由于预设时间分辨率信号包含感兴趣的区域随呼吸运动的运动信息,所以对预设时间分辨率信号进行分析,提取与运动相关的位置信息,就可获得与样本呼吸信号对应的感兴趣区域的位置时间信息。
89.在一示例中,预设时间分辨率信号为在垂直于横膈膜的方向上获得的信号,根据所述预设时间分辨率信号,获取所述样本感兴趣区域的位置时间曲线,包括:将所述预设时间分辨率信号进行fft变换,获取与采集时间对应的所述样本感兴趣区域的一维图像;基于所述一维图像的灰度值信息,获取所述横膈膜在所述一维图像的位置信息;建立所述位置信息与所述采集时间的对应关系,获得所述样本感兴趣区域的位置时间信息。
90.在本实施例中,将预设时间分辨率信号进行fft变换,获得样本感兴趣区域的图像数据,图像数据也可以称为空域数据。由于预设时间分辨率信号为一维信号,所以样本感兴趣区域的图像数据为不同采集时间对应的一维图像。获取横膈膜在一维图像中的位置信息,具体可以包括:基于横膈膜的灰度值获取该灰度值在一维图像中的位置。建立所述位置信息与采集时间的对应关系,以获得所述样本感兴趣区域的位置时间信息,具体可以包括:将获得的位置信息沿着采集时间循序排列,即获得本感兴趣区域的位置时间信息。例如,参见图8,横坐标为采集时间,纵坐标代表垂直与横膈膜方向上的灰度值分布,每一个采集时间对应的纵坐标信息可以代表一幅一维图像。其中,黑、白灰度值交界位置为横膈膜所在的位置,交界位置随着时间不断变化信息即为样本感兴趣区域的位置时间信息。
91.这里,位置时间信息包括感兴趣区域在脚至头方向的信号变化所对应的位置信息,脚至头的方向为垂直于横膈膜的方向,也为样本感兴趣区域的运动方向。
92.在另一示例中,所述预设时间分辨率信号为在冠状面上获得的信号,所述根据所述预设时间分辨率信号,获取所述样本感兴趣区域的位置时间曲线,可以包括:将所述预设时间分辨率信号进行fft变换,获得与采集时间对应的所述感兴趣区域的二维图像;基于所述二维图像的灰度值信息,获取所述样本感兴趣区域在所述二维图像中的位置信息;建立所述位置信息与所述采集时间的对应关系,以获得所述样本感兴趣区域的位置时间曲线。
93.在本实施例中,将预设时间分辨率信号进行fft变换,获得样本感兴趣区域的图像数据,图像数据也可以称为空域数据。由于预设时间分辨率信号为二维信号,所以样本感兴趣区域的图像数据为不同采集时间对应的二维图像,即断层图像。基于灰度值信息,获取所述样本感兴趣区域在所述二维图像中的位置信息,可以具体包括:基于灰度值信息,提取样本感兴趣区域的轮廓,轮廓在二维图像中的位置信息即为样本感兴趣区域在二维图像中的
位置信息。或者,基于灰度值信息,获取样本感兴趣区域的特征位置,特征位置在二维图像中的位置信息即为样本感兴趣区域在二维图像中的位置信息。建立所述位置信息与采集时间的对应关系,以获得所述样本感兴趣区域的位置时间信息,具体可以包括:将获得的位置信息沿着采集时间循序排列,即获得本感兴趣区域的位置时间信息。以肝脏为例,基于灰度值信息,提取肝脏轮廓,确定肝脏轮廓在不同的二维图像的位置信息,然后按照采集时间顺序对位置信息进行排列,即获得样本感兴趣区域的位置时间信息。
94.这里,位置时间信息包括样本感兴趣区域的冠状面在脚至头方向的信号变化所对应的位置信息,脚至头的方向为样本感兴趣区域的运动方向。
95.603、建立所述位置时间曲线与所述样本呼吸信号之间的函数映射关系。
96.这里,采用线性或者二阶模型,通过多项式拟合,建立样本呼吸信号与样本感兴趣区域的位置时间信息之间的函数映射关系。
97.在一些实施方式中,所述样本感兴趣区域的位置时间信息包括所述样本感兴趣区域在运动方向上的位置信息,所述函数映射关系包括所述样本呼吸信号和所述样本感兴趣区域在运动方向上的位置时间曲线之间的映射关系。
98.其中,样本感兴趣区域在脚至头方向的位置信息d和呼吸信号i的函数映射关系f之间的函数关系式为,d=f(i),这里,f为建立样本呼吸信号i和样本感兴趣区域在运动方向上的位置信息-时间曲线d的映射关系。
99.604、将所述函数映射关系作为所述呼吸信号与所述感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系。
100.当函数映射关系所对应的函数关系式为上述的d=f(i)时,呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系为d=f(i)。
101.605、根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息。
102.需要说明的是,设当前层级为第n层,在对当前层级的呼吸信号in进行采集时,根据呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,即为d=f(i),计算出当前层级的呼吸信号对应的感兴趣区域的实时位置信息,即获得的实时位置信息为dn=f(in)。
103.由于,对患者的感兴趣区域进行分层级扫描时,患者的感兴趣区域随患者的呼吸运动在运动方向(脚至头的方向)上会发生移动,且采集到的感兴趣区域在运动方向上的移动还会由于环境因素或设备因素,产生不可避免的偏移,因此,为了准确获得不同层级对应的等中心距离的偏移量,还需要确定在采集患者的呼吸信号时所对应的感兴趣区域的基线位置信息,因此,所述根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述感兴趣区域的基线位置信息,参见图9,可以包括:
104.6051、对预设采集窗口内的呼吸信号进行加权平均,获得采集所述呼吸信号时的呼吸信号基线值。
105.这里,根据学习周期内获得的呼吸信号、以及用户设置的预设采集窗口的大小,确定预设采集窗口内的呼吸信号,再对预设采集窗口内的呼吸信号进行加权平均,获得呼吸信号基线值。
106.6052、根据所述对应关系,确定与所述呼吸信号基线值对应的感兴趣区域的加权
位置信息。
107.这里,将呼吸信号基线值设为i
acq
,利用步骤604中的函数映射关系所对应的函数关系式d=f(i),计算出感兴趣区域的加权位置信息为d
acq
=f(i
acq
),这里的感兴趣区域的加权位置信息作为下述步骤6053中的感兴趣区域的基线位置信息。
108.6053、将所述感兴趣区域的加权位置信息作为所述感兴趣区域的基线位置信息。
109.由于,在门控设备采集患者的呼吸信号时,门控设备会自动分析学习周期内的信号,因此,门控设备可对在学习周期内的预设采集窗口内的呼吸信号进行分析,这里,通过将对预设采集窗口内的呼吸信号进行加权平均计算,即可获得预设采集窗口内的呼吸信号所对应的呼吸信号基线值;再根据呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的函数映射关系,确定与呼吸信号基线值对应的感兴趣区域的加权位置信息,以获得感兴趣区域的基线位置信息,以便下述步骤606中的对等中心距离的偏移量的计算。
110.606、根据所述基线位置信息和所述实时位置信息,获得所述当前层级对应的等中心距离的偏移量。
111.这里,实时位置信息为dn=f(in),基线位置信息为d
acq
=f(i
acq
),则当前层级对应的等中心距离δzn的偏移量为d
n-d
acq

112.607、根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率。
113.在一示例中,所述根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率,包括:基于当前层级对应的等中心距离、以及所述偏移量,利用预定的公式计算获得所述当前层级的脉冲的中心频率;所述预定计算公式为:其中,freqn为当前层级的脉冲的中心频;γ为磁旋比;δzn为当前层级对应的等中心距离;d
n-d
acq
为偏移量;gss为当前层级对应的层选梯度值。
114.需要说明的是,通过偏移量对当前层级对应的等中心距离δzn进行修正,获取用于激发当前层级的脉冲对应的经修正后的在层方向上的等中心距离δzn,即为将δzn修正为δz
n-(d
n-d
acq
),再将修正后的δzn带入用于计算当前层级的脉冲的中心频率的公式freqn=γ*δzn*gss中,即可完成对当前层级的脉冲的中心频率的修正。
115.本发明提供了一种磁共振中心频率的校正方法,通过对感兴趣区域进行扫描预扫描,获得感兴趣区域的预设时间分辨率信号,即样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号;再对预设时间分辨率信号进行定位分析,获得样本感兴趣区域的位置时间信息;又根据样本感兴趣区域的位置时间信息,建立所述样本呼吸信号与样本感兴趣区域的位置时间信息之间的函数映射关系,并作为正常扫描时呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的函数映射关系;通过获取实时的呼吸信号以及上述函数映射关系,能够准确的确定与感兴趣区域的基线位置信息、以及与当前层级的感兴趣区域的实时位置信息,然后通过实时位置信息和基线位置信息获得的当前层级对应的等中心距离的偏移量,基于偏移量校正脉冲的中心频率,使得修正后的当前层级的脉冲的中心频率更加准确。
116.进一步的,作为对上述图3所示方法的实现,本发明实施例提供了一种磁共振中心频率的校正装置,如图10所示,该装置包括:
117.信号获取模块1001,用于获取呼吸信号;
118.位置信息确定模块1002,用于根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述
感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息;
119.偏移量确定模块1003,用于根据所述基线位置信息和所述实时位置信息,获得所述当前层级对应的等中心距离的偏移量;
120.中心频率校正模块1004,用于根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率。
121.本发明实施例提供了一种磁共振中心频率的校正装置,通过根据呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息;再根据基线位置信息和实时位置信息,获得当前层级对应的等中心距离的偏移量;最后根据偏移量修正当前层级的脉冲的中心频率,以使通过校正后的脉冲的中心频率所采集到的图像数据的准确率和图像质量更高。
122.作为对上述图6所示方法的实现,本发明实施例提供了另一种磁共振中心频率的校正装置,如图11所示,该装置包括:
123.获取模块1101,用于获取样本呼吸信号和与所述样本呼吸信号对应的样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号;
124.位置时间曲线获取模块1102,用于根据所述预设时间分辨率信号,获取所述样本感兴趣区域的位置时间曲线;
125.函数映射关系建立模块1103,用于建立所述位置时间曲线与所述样本呼吸信号之间的函数映射关系;
126.对应关系确定模块1104,用于将所述函数映射关系作为所述呼吸信号与所述感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系;
127.位置信息确定模块1105,用于根据所述对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与当前层级的呼吸信号对应的所述感兴趣区域的实时位置信息;
128.偏移量确定模块1106,用于根据所述基线位置信息和所述实时位置信息,获得所述当前层级对应的等中心距离的偏移量;
129.中心频率校正模块1107,用于根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率。
130.进一步的,所述感兴趣区域为肝脏、肾脏和脾脏中的至少一个。
131.进一步的,所述获取模块1101包括:
132.第一扫描单元,用于结合呼吸门控,获取所述样本感兴趣区域在垂直于横膈膜的方向上的预设时间分辨率信号,其中,所述预设时间分辨率信号为一维信号;
133.第二扫描单元,用于结合呼吸门控,获取所述样本感兴趣区域在冠状面上的预设时间分辨率信号,其中,所述预设时间分辨率信号为二维信号;
134.在一示例中,所述位置时间曲线获取模块1102包括:
135.图像获取单元,用于将所述预设时间分辨率信号进行fft变换,获取与采集时间对应的所述样本感兴趣区域的一维图像;
136.对应关系建立单元,用于基于所述一维图像的灰度值信息,获取所述横膈膜在所述一维图像的位置信息;
137.位置信息时间获取单元,用于建立所述位置信息与所述采集时间的对应关系,获得所述样本感兴趣区域的位置时间信息。
138.进一步的,在另一示例中,所述位置时间曲线获取模块1102包括:
139.图像获取单元,用于将所述预设时间分辨率信号进行fft变换,获得与采集时间对应的所述感兴趣区域的二维图像;
140.对应关系建立单元,用于基于所述二维图像的灰度值信息,获取所述样本感兴趣区域中心在所述二维图像中的位置信息;
141.位置时间曲线获取单元,用于建立所述位置信息与所述采集时间的对应关系,以获得所述样本感兴趣区域的位置时间曲线。
142.进一步的,所述感兴趣区域的位置时间信息包括所述感兴趣区域在运动方向上的位置信息,所述函数映射关系包括所述呼吸信号和所述感兴趣区域在运动方向上的位置时间曲线之间的映射关系。
143.进一步的,所述位置信息确定模块1105还包括:
144.呼吸信号基线值获取单元,用于对预设采集窗口内的呼吸信号进行加权平均,获得采集所述呼吸信号时的呼吸信号基线值;
145.加权位置信息获取单元,用于根据所述对应关系,确定与所述呼吸信号基线值对应的感兴趣区域的加权位置信息;
146.基线位置信息确定单元,用于将所述感兴趣区域的加权位置信息作为所述感兴趣区域的基线位置信息。
147.进一步的,所述中心频率校正模块1107包括:
148.计算单元,用于基于当前层级对应的等中心距离、以及所述偏移量,利用预定的公式计算获得所述当前层级的脉冲的中心频率;
149.所述预定计算公式为:
150.其中,freqn为当前层级的脉冲的中心频;γ为磁旋比;δzn为当前层级对应的等中心距离;d
n-d
acq
为偏移量;gss为当前层级对应的层选梯度值。
151.本发明实施例提供了另一种磁共振中心频率的校正装置,通过对感兴趣区域进行扫描预扫描,获得感兴趣区域的预设时间分辨率信号,即样本感兴趣区域的预设时间分辨率信号;再对预设时间分辨率信号进行定位分析,获得样本感兴趣区域的位置时间信息;又根据样本感兴趣区域的位置时间信息,建立所述样本呼吸信号与样本感兴趣区域的位置时间信息之间的函数映射关系,并作为正常扫描时呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的函数映射关系;通过获取实时的呼吸信号以及上述函数映射关系,能够准确的确定与感兴趣区域的基线位置信息、以及与当前层级的感兴趣区域的实时位置信息,然后通过实时位置信息和基线位置信息获得的当前层级对应的等中心距离的偏移量,基于偏移量校正脉冲的中心频率,使得修正后的当前层级的脉冲的中心频率更加准确。
152.基于同一发明构思,本技术实施例还提供了一种存储介质,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意可能的实现方式中的磁共振中心频率的校正方法的步骤。
153.可选地,存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质,例如,所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备
等。
154.基于上述如图3所示方法和如图10所示装置的实施例,本发明实施例还提供了一种医疗设备的实体结构图,如图12所示,该医疗设备包括:处理器1201、存储器1202、及存储在存储器1202上并可在处理器上运行的计算机程序,其中存储器1202和处理器1201均设置在总线1203上所述处理器1201执行所述程序时实现以下步骤:获取呼吸信号;根据所述呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间的对应关系,确定与所述呼吸信号对应的所述感兴趣区域的基线位置信息、以及与所述感兴趣区域当前层级对应的实时位置信息;根据所述基线位置信息和所述实时位置信息,获得所述当前层级对应的等中心距离的偏移量;根据所述偏移量修正所述当前层级的脉冲的中心频率。
155.通过本发明的技术方案,本发明能够通过根据呼吸信号与感兴趣区域的位置时间信息之间所建立的对应关系,确定与呼吸信号对应的感兴趣区域的基线位置信息、以及与当前层级的呼吸信号对应的感兴趣区域的实时位置信息;再根据基线位置信息和实时位置信息,获得当前层级对应的等中心距离的偏移量;最后根据偏移量修正当前层级的脉冲的中心频率,通过校正后的当前层级的脉冲的中心频率所采集图像数据的准确率和图像质量更高。
156.显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
157.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

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