[發明專利]相位分布及相位校正方法和裝置以及磁共振成像方法和裝置

無效

• 申請號: 00131879.9
• 申請日: 2000-10-23
• 公開（公告）號: CN1305113A
• 公開（公告）日: 2001-07-25
• 發明（設計）人: 三好光晴
• 申請（專利權）人: GE醫療系統環球技術有限公司
• 主分類號: G01R33/20
• 分類號: G01R33/20;G01R33/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳增勇,張志醒

本發明涉及相位分布測量方法和裝置、相位校正方法和裝置、及磁共振成像方法和裝置，更具體地說，涉及用于測量通過磁共振成像得到的圖像的相位分布的方法和裝置、涉及用于基于測量的相位分布來校正像素數據的相位的方法和裝置、以及涉及獲得基于相位校正像素數據的水和類脂物的圖像的磁共振成像方法和裝置。

在磁共振成像裝置中，在容納成像對象的空間形成恒定磁場，在恒定磁場空間形成梯度磁場和高頻磁場，根據成像對象的自旋所產生的磁共振信號來形成(重構)圖像。由于化學位移，類脂物的磁共振信號頻率與水的磁共振信號頻率不同，因此根據頻率不同可以利用相位差分別對水和類脂物成像。

磁共振信號的相位受恒定磁場強度的非均勻性影響，因此為了分別對水和類脂物成像而不受磁場非均勻性的影響，計算表示恒定磁場非均勻性的相位分布、即相位圖，并據此進行圖像的相位校正。

通過對每一個像素計算用復數表示的圖像數據的相位來得到相位圖。為了得到精確的相位圖，首先用低通濾波器處理圖像來去除噪聲。

圖1示出典型的一維圖像的相位圖的概念。取相位圖的原點作為恒定磁場的中心。原點的相位為0。該圖是相位圖，其中恒定磁場強度具有線性梯度并且相位按照與原點的距離線性變化。當相位超過+π時，它回到-π側，而當它超過-π時，它回到+π側，如該圖的(a)所示。換句話說，產生相位卷回(wrap?around)。

因此，在存在卷回的部分進行卷回校正、即解卷(unwrapping)，以便得到沒有卷回的相位圖，如該圖的(b)所示。

根據相鄰像素的圖像數據的相位差的絕對值是否2π來檢測卷回是否出現，對于檢測到卷回的像素，將2π以與相位差的符號相反的符號加到像素的圖像數據的相位上。

當作為計算相位圖的初步步驟而對圖像進行低通濾波時，由于成像對象的磁化的變化、由于類脂物的相位變化、由于血液循環或身體移動或噪聲的幻像，在某些位置局部地干擾像素數據。在這些位置，看來好像存在卷回相位狀態，但據此不能通過執行解卷來得到精確的相位圖。

另外，如果磁場的不均勻性是非線性的話，則相位圖包含高階分量。必須設置低通濾波，以便去除這些高階分量，但是不容易進行這種低通濾波設置。

本發明的目的是提供相位分布測量方法和裝置，即使存在局部相位干擾時它也能計算精確的相位圖，提供利用該計算的相位圖的相位校正方法和裝置，以及產生執行這種相位校正的磁共振成像方法和裝置。

本發明的又一個目的是提供相位校正的方法和裝置，它使得容易進行包括高頻分量的相位校正；并且提供磁共振成像的方法和裝置，用于執行這樣的校正。

源于解決上述問題的一個方面的本發明是一種相位分布測量方法，它包括如下步驟：對通過磁共振成像得到的圖像進行低通濾波；通過比較低通濾波前的圖像和低通濾波后的圖像的每一個對應像素的像素數據來檢測這樣的像素位置：對該像素位置而言，其低通濾波后的值與低通濾波前的值的比值不超過預定的比值；排除檢測到的像素位置的像素數據，根據低通濾波前的圖像或低通濾波后的圖像來計算相位分布；以及通過從鄰近像素位置的相位來估計被計算的相位分布中所述被排除的像素的相位而進行補償。

在源于這一方面的本發明中，比較低通濾波前和低通濾波后的圖像的每一個對應像素的像素數據，檢測存在相位干擾的像素位置，計算將這些像素位置的像素數據排除在外的相位圖，然后通過從鄰近像素位置的相位來估計被排除的像素位置的相位而進行補償，以便得到沒有異常的相位圖。

源于解決上述問題的另一個方面的本發明是一種相位分布測量裝置，它包括如下單元：濾波單元，它對通過磁共振成像得到的圖像進行低通濾波；像素位置檢測單元，它通過比較低通濾波前的圖像和低通濾波后的圖像的每一個對應像素的像素數據來檢測這樣的像素位置：對該像素位置而言，其低通濾波后的值與低通濾波前的值的比值不超過預定的比值；相位分布計算單元，它排除檢測到的像素位置的像素數據，根據低通濾波前的圖像或低通濾波后的圖像來計算相位分布；以及相位補償單元，它通過從鄰近像素位置的相位來估計所計算的相位分布中所述被排除的像素位置的相位而進行補償。

在源于這一方面的本發明中，由像素位置檢測單元比較低通濾波前和低通濾波后的圖像的每一個對應像素的像素數據，以便檢測存在相位干擾的像素位置，由相位分布計算單元計算將這些像素位置的像素數據排除在外的相位圖，然后由相位補償單元進行補償，相位補償單元通過從鄰近像素位置的相位來估計被排除的像素位置的相位，以便得到沒有異常的相位圖。