線圈靈敏度修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域，尤其涉及一種線圈靈敏度修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在磁共振成像技術(shù)中，圖像不均勻性是指在圖像中相同組織的不同局部區(qū)域，圖 像像素灰度值、圖像統(tǒng)計特征諸如均值、方差等有較大偏差。在磁共振成像中圖像不均勻是 由于局部線圈存在不均勻的空間靈敏度，成像信號隨著線圈的距離而衰減。一種較為常見 的均勻性校正方法是基于線圈靈敏度的方法，是基于預(yù)掃描的先驗知識獲得待成像區(qū)域的 線圈靈敏度，使用該靈敏度對圖像進行均勻性校正。該校正是基于VTC具有均勻的線圈靈 敏度分布的假設(shè)，基本思想是對線圈靈敏度分布不均勻的相控陣線圈成像通過一個乘性場 實現(xiàn)均勻性校正，使成像的均勻性和VTC成像的均勻性一致。
[0003] 上述方法對于乳腺線圈單獨使用的場景有如下缺點：在常規(guī)臨床成像區(qū)域內(nèi)，靠 近乳腺線圈單元的信號具有良好的信噪比，而遠離乳腺線圈的一側(cè)（胸壁內(nèi)部）信噪比則 很低，其組織信號能量會衰減到與背景噪聲水平趨于一致而無法區(qū)分。這部分遠離線圈單 元的組織區(qū)域通常是乳腺掃描中無診斷價值的。依照均勻性校正的原理，如果對該區(qū)域的 靈敏度分布不做修正處理（線圈的靈敏度分布在整個三維空間的每一個點上都有對應(yīng)的 值，因此整個區(qū)域都有靈敏度分布），在均勻性校正過程中會將該區(qū)域像素灰度值抬升到與 正常信噪比區(qū)域內(nèi)相同組織像素灰度值相同水平，出現(xiàn)較為強烈的砂粒狀的斑點，即噪聲 被抬高的視覺效果，如下圖1和圖2所示，圖1是乳腺線圈成像未校正的原始圖像，通過一 個乘性場實現(xiàn)均勻性校正之后如圖2所示，經(jīng)過乘性場校正之后，圖中2的下半部分出現(xiàn)較 為強烈的砂粒狀的斑點，且這部分為沒有診斷價值的區(qū)域。
[0004] 同樣的問題還存在于脊柱線圈單獨使用的場景，比如腰椎、胸椎掃描。在常規(guī)臨床 成像區(qū)域內(nèi)，靠近脊柱線圈的背部的信號具有良好的信噪比，而遠離脊柱線圈的一側(cè)信噪 比則很低，其組織信號能量會衰減到與背景噪聲水平趨于一致，而無法區(qū)分。
[0005] 在臨床應(yīng)用中，上述砂粒狀斑點區(qū)域是不允許存在的?，F(xiàn)有技術(shù)在使用預(yù)掃描信 息計算出靈敏度分布后，基于待校正臨床圖像像素點的能量信息和噪聲水平的差異對靈敏 度分布進行修正?；谂R床待校正圖像信息的校正會帶來一定的算法復雜度，而且對于臨 床圖像的高級后處理（比如DWI)會造成一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種線圈靈敏度修正方法，不使用與待校正臨 床圖像相關(guān)的信息，而是針對線圈的物理特性，設(shè)計了用于單獨使用線圈的場景下的靈敏 度分布修正的優(yōu)化方案。
[0007] -種線圈靈敏度修正方法，包括如下步驟：
[0008] 獲取線圈三維靈敏度倒數(shù)分布；
[0009] 根據(jù)線圈接收的信號在線圈投射方向上具有隨距離單調(diào)減的物理特性獲取一個 有效投射深度，所述有效投射深度表示在線圈投射方向上線圈基準線至待成像組織最大有 效成像范圍邊界的距離；
[0010] 基于所述有效投射深度對所述線圈的三維靈敏度分布在線圈投射方向上的曲線 進行抑制修正。
[0011] 優(yōu)選地，所述線圈的三維靈敏度分布在物理空間下的表現(xiàn)形式為M*N*P的矩陣， 該分布在線圈投射方向上有M*N條曲線。
[0012] 優(yōu)選地，在有效投射深度范圍內(nèi)的區(qū)域為待成像組織信噪比高且有診斷價值的區(qū) 域，超出有效投射深度的區(qū)域為信噪比低而失去診斷價值的區(qū)域；對超出有效投射深度的 區(qū)域的線圈靈敏度曲線進行抑制修正。
[0013] 優(yōu)選地，通過如下公式對所述線圈的三維靈敏度分布中的每條曲線在線圈投射方 向上進行抑制修正：
[0014] PadLopt (y) = Padj (y) * Y (y, d) +Sn* (1- γ (y, d))
[0015] 其中，Padj (y)為修正之前的靈敏度曲線，Padjtjpt(y)為修正之后的靈敏度曲線， Y (y，d)為濾波器函數(shù)，y為圖像像素坐標自變量，d為有效投射深度，Sn為設(shè)定的噪聲因 子，反映遠離線圈一端的噪聲抑制水平。
[0016] 優(yōu)選地,使用Fermi函數(shù)作為濾波器γ (y)函數(shù)：
[0017]
[0018] 其中函數(shù)Fermi (y)為窗曲線，所述參數(shù)t為所述窗曲線平滑過渡帶寬窄控制系 數(shù)。
[0019] 優(yōu)選地，所述噪聲因子Sn的取值范圍為0. 3~0. 8。
[0020] 優(yōu)選地，所述有效投射深度d = 0. 005m，所述窗曲線平滑過渡帶寬窄控制系數(shù)t = 0.018,噪聲因子值Sn = 0.6。
[0021] 優(yōu)選地，所述線圈為脊柱線圈或乳腺線圈。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案提供的線圈靈敏度修正方法，針對線圈的物理特性 對線圈的靈敏度進行修正。該方法的校正效果能夠達到圖像中靠近線圈的有效診斷區(qū)域得 到很好的均勻性校正，而遠離線圈的無診斷價值區(qū)域得到很好的噪聲抑制；避免了在使用 預(yù)掃描信息計算出靈敏度分布后，基于待校正臨床圖像像素點的能量信息和噪聲水平的差 異對靈敏度分布進行修正的復雜運算。
【附圖說明】
[0023] 圖1為未校正的乳腺線圈成像圖；
[0024] 圖2為基于現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)過均勻性校正之后的乳腺線圈圖像；
[0025] 圖3為本發(fā)明提供的線圈靈敏度修正方法的流程圖；
[0026] 圖4為一個實施例中所述Fermi窗曲線；
[0027] 圖5a為一個實施例中掃描所使用的VTC線圈的成像分布曲線；
[0028] 圖5b為對應(yīng)圖5a實施例掃描所使用的乳腺線圈的成像分布曲線；
[0029] 圖5c為基于圖5a與圖5b的乳腺線圈的靈敏度倒數(shù)分布曲線；
[0030] 圖6為圖5C通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案修正之后的靈敏度倒數(shù)分布曲線；
[0031] 圖7為基于本發(fā)明技術(shù)方案對脊柱線圈靈敏度修正之后的乳腺線圈成像圖；
[0032] 圖8為未校正的脊柱線圈成像圖；
[0033] 圖9為基于現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)過均勻性校正之后的脊柱線圈成像圖；
[0034] 圖10為基于本發(fā)明技術(shù)方案對脊柱線圈靈敏度修正之后的脊柱線圈成像圖。
【具體實施方式】
[0035] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進行 詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本 發(fā)明保護的范圍。
[0036] 如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)在使用預(yù)掃描信息計算出靈敏度分布后，基于待校正 臨床圖像像素點的能量信息和噪聲水平的差異對靈敏度分布進行修正。基于臨床待校正圖 像信息的校正會帶來一定的算法復雜度，而且對于臨床圖像的高級后處理（比如DWI)會造 成一定的影響。因此本發(fā)明的技術(shù)方案提出不使用與待校正臨床圖像相關(guān)信息的線圈靈敏 度優(yōu)化方案。
[0037] 如圖3所示，一種線圈靈敏度修正方法，包括：
[0038] 步驟S10,獲取線圈三維靈敏度倒數(shù)分布。
[0039] 所述線圈的三維靈敏度分布在物理空間下的表現(xiàn)形式為M*N*P的矩陣，即在線圈 投射方向（物理坐標系下y方向）有M*N條曲線。
[0040] 步驟S20,根據(jù)線圈接收的信號在線圈投射方向上具有隨距離單調(diào)減的物理特性 獲取一個有效投射深度。
[0041] 目前，具備在線圈投射方向上接受信號具有隨距離單調(diào)減的物理特性的線圈包括 乳腺線圈，脊柱線圈等。
[0042] 所述有效投射深度表示在線圈投射方向上，線圈基準線至待成像組織最大有效成 像范圍邊界的距離。所述線圈基準線為預(yù)先定義的，一般地，乳腺