對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法技術

本發明專利技術揭示了一種對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法，該方法通過對非線性的梯度場進行球諧函數展開，獲得線性項及高階的非線性項，并通過常規的快速傅里葉變換FFT求出梯度場的非均勻性，以及圖像幾何位置和亮度的非均勻映射關系，進而求出梯度場非線性與圖像灰度失真之間的加權系數，從而完成圖像灰度的校正。相較于現有技術，本發明專利技術所述對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法可以快速實現對核磁共振圖像的灰度失真進行修正，從而提高成像質量，提高臨床診斷的可靠性，在核磁共振成像領域具有重要意義。

【技術實現步驟摘要】
對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法
本專利技術涉及核磁共振成像，尤其涉及一種對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法。
技術介紹
在核磁共振成像系統中，圖像質量依賴于成像對象的空間編碼的準確性。腦立體定位手術、腦萎縮和腦功能成像縱向測量方面等，都會把圖像變形和相應地磁場均勻性作為決定性要素。能造成圖像灰度不均勻性的磁場非均勻性包括電磁渦流，梯度非均勻性，以及B0和B1的非均勻性。近年來梯度的發展趨勢具有短腔設計和高速翻轉的特點，但是這些設計遇到了由大翻轉電流引起的神經末梢熱刺激問題。尤其是在某些應用如心臟的EPI(echoplanarimaging)和大腦的DTI(diffusiontensorimaging)方面，這個瓶頸問題更加突出。作為妥協的措施，設計人員只能想辦法減少梯度線圈的圈數，因而增加了梯度的非線性。通常我們假設梯度場是線性的，因此k空間信號可以線性采樣，然后通過FFT(fastFouriertransformation)進行圖像重建。但是，實際上梯度場是非線性的。由于對非線性梯度場進行線性采樣，從而造成圖像空間的錯誤編碼，進而使得成像質量下降。一個可行的辦法是，用非線性傅里葉變換來做圖像重建。但是，重建的計算時間比通常的FFT辦法將增加N/log2N倍，使得實時圖象重建變成不可能。鑒于上述問題，有必要提供一種對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法，以便解決上述問題。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術解決的技術問題是提供一種對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法，所述對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法可以快速實現對核磁共振圖像的灰度失真進行修正，從而提高成像質量，提高臨床診斷的可靠性，在核磁共振成像領域具有重要意義。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法，包括如下步驟：a：定義非線性梯度場其中L代表梯度線性分量，N代表非線性分量，v是任意坐標軸，并對非線性的梯度場進行球諧函數展開，從而獲得線性項及高階的非線性項，其中b：通過常規的快速傅里葉變換FFT求出梯度場的非均勻性；c：求出圖像幾何位置和亮度的非均勻映射關系，定義：其中d：求出梯度場非線性與圖像灰度失真之間的加權系數；e：完成圖像灰度的校正，其中，設磁場中心點的標準亮度為V0，任一點的亮度為Vi，則：圖像校正為：ρ(x′,y′,z′)＝ρ(x,y,z)，灰度校正為：本專利技術的有益效果是：本專利技術所述對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法可以快速實現對核磁共振圖像的灰度失真進行修正，從而提高成像質量，提高臨床診斷的可靠性，在核磁共振成像領域具有重要意義。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本專利技術對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法進行詳細描述。在核磁共振成像理論中，圖像空間(r＝(x,y,z))和k空間(k＝(kx,ky,kz))通過傅里葉變換發生聯系。掃描對象經過rf脈沖激發以后，加上三維梯度空間編碼，產生震蕩信號。用三維傅里葉變換可以寫成：s(k)＝∫ρ(r)e-i2πk·rd3r其中，s(k)是k空間中的信號，ρ(r)是圖像空間中的掃描對象自旋密度，是最終得到的圖像空間中的圖像灰度。k的3個時間函數分量可由各自的梯度分量積分得到：其中，是常量，(Gx,Gy,Gz)是梯度分量。在標準的核磁共振成像過程中，時間域信號以均勻速度采集，而且k空間是基于梯度場均勻的假設，因而形成了以頻率編碼的圖像空間。由于梯度場是非線性的，從而造成頻率編碼的非線性，進而造成圖像的幾何形變。因此，要解決圖像變形的問題，首先要知道梯度場的真實輪廓。描述梯度場最常用的方法是用球諧函數作基本函數：BV(n,m)(r,θ,φ)＝rn[aV(n,m)cos(mφ)+bV(n,m)sin(mφ)]P(n,m)(cosθ)其中V代表X,Y或Z梯度場，BV(n,m)是n階m度的球諧函數擴展。a，b是基于特定梯度場的常參量，r是距離磁場中心的半徑，P是關聯的拉格朗日函數。球諧函數的有限項之和，可以作為真實梯度場B2的近似。用反卷積的方法以得到球諧函數的參量。一般來說，對DSV(diametersphericalvolume)的多平面采樣，可以保證磁場的過采樣以及關于非均勻性的準確估計。通常的經驗是，對主磁體的磁場使用24平面，得到23階系數。而依據梯度系統設計的理論數據，梯度場非均勻性使用至少8平面7階系數。即使針對特定的梯度設計，梯度線圈的繞線誤差會引入更多磁場誤差，使得單純使用簡單的理論梯度場擴展也會造成不準確。更好的辦法是測量實際的梯度產生的磁場，從中求出能夠表達這個磁場的函數。重新定義梯度場：其中L代表梯度線性分量，N代表非線性分量，v是任意坐標軸，Bz是成像中起作用的磁場總和。根據球諧函數，我們有：和再定義直角坐標系中非線性部分：其中圖像校正可以寫成：ρ(x′,y′,z′)＝ρ(x,y,z)其中求解過程如下：...

【技術保護點】
一種對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法，其特征在于：所述對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法包括如下步驟：a：對非線性的梯度場進行球諧函數展開，獲得線性項及高階的非線性項；b：通過常規的快速傅里葉變換FFT求出梯度場的非均勻性；c：求出圖像幾何位置和亮度的非均勻映射關系；d：求出梯度場非線性與圖像灰度失真之間的加權系數；e：完成圖像灰度的校正。

【技術特征摘要】
1.一種對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法，其特征在于：所述對核磁共振圖像的灰度失真進行修正的方法包括如下步驟：a：定義非線性梯度場其中L代表梯度線性分量，N代表非線性分量，v是任意坐標軸，并對非線性的梯度場進行球諧函數展開，從而獲得線性項及高階的非線性項，其中b：通過常規的快速傅里...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙華煒，
申請(專利權)人：江蘇晶裕探測器科技有限公司，
類型：發明
國別省市：