[發(fā)明專利]磁共振彌散加權(quán)成像自適應(yīng)修正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810136588.1
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108090937B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅海;王世杰;朱高杰;周翔;陳梅濘;王超;劉霞;吳子岳
• 申請（專利權(quán)）人: 奧泰醫(yī)療系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 成都高遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 曾克;李曉英

本發(fā)明涉及磁共振彌散加權(quán)成像自適應(yīng)修正方法，包括以下步驟：步驟1，相同的掃描參數(shù)，重復(fù)采集彌散加權(quán)圖像N次，N≥3；步驟2，基于原始圖像或者壓縮后的圖像逐點(diǎn)構(gòu)造相關(guān)性矩陣；步驟3，對相關(guān)性矩陣做平滑濾波處理后進(jìn)行主成分分析，獲得每個(gè)相關(guān)性矩陣的最大特征值對應(yīng)的特征向量；步驟4，根據(jù)特征向量計(jì)算權(quán)重；步驟5，根據(jù)權(quán)重對原始圖像進(jìn)行加權(quán)合成，獲得修正后的彌散加權(quán)圖像。本發(fā)明在多次采集平均技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用主成分分析方法，從冗余數(shù)據(jù)中自適應(yīng)的檢測并修正數(shù)據(jù)，抑制運(yùn)動(dòng)偽影、射頻打火偽影等，改善圖像質(zhì)量；不需要增加硬件裝置，且圖像質(zhì)量優(yōu)于多次采集直接平均技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域，尤其涉及磁共振彌散加權(quán)成像自適應(yīng)修正方法。

背景技術(shù)

彌散加權(quán)成像(Diffusion Weighted Imaging,DWI)是一種在分子水平上無創(chuàng)地反映活體水分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)狀況的成像方法，成像主要依賴于水分子的運(yùn)動(dòng)而非組織的質(zhì)子密度、T1或T2弛豫時(shí)間。彌散加權(quán)成像適用于活體細(xì)胞水平探測生物組織的微動(dòng)態(tài)和微結(jié)構(gòu)變化，在腫瘤的良惡性鑒別、療效評估和預(yù)測起著舉足輕重的作用。

在彌散加權(quán)成像中，施加的彌散梯度對運(yùn)動(dòng)極為敏感。運(yùn)動(dòng)主要包括以下四方面：(1)水分子彌散運(yùn)動(dòng)；(2)患者無意識的生理運(yùn)動(dòng)，如呼吸運(yùn)動(dòng)，腸胃蠕動(dòng)，血液流動(dòng)等；(3)患者有意識或無意識的整體運(yùn)動(dòng)；(4)彌散梯度導(dǎo)致的系統(tǒng)振動(dòng)。水分子彌散運(yùn)動(dòng)在彌散梯度的作用下會產(chǎn)生相位差使得彌散系數(shù)較大的組織信號降低，這是彌散加權(quán)成像的原理。而后三種運(yùn)動(dòng)都會導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)偽影，即使是亞像素級別的運(yùn)動(dòng)，也會產(chǎn)生極大的相位差，使得信號丟失，形成嚴(yán)重的偽影。

在彌散加權(quán)成像中，施加的彌散梯度非常大，會導(dǎo)致系統(tǒng)振動(dòng)劇烈，進(jìn)而可能出現(xiàn)線圈接口松動(dòng)或靜電積累/釋放等導(dǎo)致射頻干擾，在圖像中形成條狀偽影，通常稱為射頻打火偽影。

上述兩類偽影，在彌散加權(quán)成像中非常常見，除了在彌散加權(quán)合成圖像上出現(xiàn)偽影，還會影響基于彌散加權(quán)成像的后續(xù)處理結(jié)果，例如會導(dǎo)致ADC值誤差，彌散張量成像誤差等，影響醫(yī)生診斷。為了改善上述偽影，一方面可以通過運(yùn)動(dòng)檢測和校正技術(shù)、射頻打火檢測和校正技術(shù)，減少偽影，但這種方法需要增加專用的硬件檢測裝置或者算法復(fù)雜、可靠性差；另一方面，通常采用多次采集平均技術(shù)，降低偽影的影響，但這種方法通過直接平均，偽影抑制的程度有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供磁共振彌散加權(quán)成像自適應(yīng)修正方法，在多次采集平均技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用主成分分析方法，從冗余數(shù)據(jù)中自適應(yīng)地檢測并校正運(yùn)動(dòng)偽影、射頻打火偽影等，從而更好地改善圖像質(zhì)量，且不需要增加硬件裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

磁共振彌散加權(quán)成像自適應(yīng)修正方法，包括以下步驟：

步驟1，重復(fù)采集彌散加權(quán)圖像N次，N為自然數(shù)，N≥3；

步驟2，基于原始圖像或者壓縮后的圖像逐點(diǎn)構(gòu)造相關(guān)性矩陣；

步驟3，主成分分析；獲得每個(gè)相關(guān)性矩陣的最大特征值對應(yīng)的特征向量；

步驟4，根據(jù)特征向量計(jì)算權(quán)重；

步驟5，根據(jù)步驟4獲得的權(quán)重對步驟1中采集到的原始圖像進(jìn)行加權(quán)合成，獲得修正后的彌散加權(quán)圖像。

進(jìn)一步的，步驟2之前利用插值算法對所有采集的原始圖像進(jìn)行壓縮。其好處有，第一可以減少運(yùn)算量，第二可以增加后續(xù)算法輸入數(shù)據(jù)的信噪比。

其中，步驟2包括以下步驟：

步驟2.1，對于第n次采集的圖像中任意一個(gè)像素點(diǎn)(x,y)，取周圍相鄰的K個(gè)點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)鄰域向量Xn；

步驟2.2，對于N次重復(fù)采集的圖像，每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)了N個(gè)鄰域向量，按公式(1)計(jì)算其中第n個(gè)向量Xn和第m個(gè)向量Xm之間的相關(guān)性；