[發明專利]一種基于投影估計的相控陣線圈磁共振圖像非均勻性校正方法

在審

• 申請號: 202011637858.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112669406A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 李鵬宇;丁少偉;丁寧
• 申請（專利權）人: 蘇州朗潤醫療系統有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 蘇州科仁專利代理事務所(特殊普通合伙) 32301
• 代理人: 郭楊

本發明公開了一種基于投影估計的相控陣線圈磁共振圖像非均勻性校正方法，該方法包括：通過閾值法獲得二值掩模圖像進而得到感興趣區域（ROI）圖像，對ROI圖像進行投影，采用非線性擬合的方法對投影曲線進行擬合，采用Radon逆變換的方法對擬合后的曲線進行重建得到偏場估計圖像，基于低通濾波的方法對掩模和偏場估計圖像進行處理并利用所設計的圖像融合算法將原始磁共振圖像、掩模圖像、偏場估計圖像融合得到非均勻性校正后的圖像。通過該方法有效解決了常規磁共振系統中由于射頻線圈磁場不均勻以及相控陣線圈靈敏度存在空間差異性所導致的圖像灰度不均勻問題，運用所述方法對磁共振圖像進行校正，結果顯示校正后的圖像在保證信噪比的同時大幅度提高了圖像的均勻性，具有很高的臨床應用價值。

技術領域

本發明屬于磁共振成像領域，具體涉及一種基于投影估計的相控陣線圈磁共振圖像非均勻性校正方法。

背景技術

磁共振成像由于具有無放射性、成像清晰、軟組織分辨率好、可任意選擇成像面、無氣體和骨偽影干擾等優點被廣泛應用于醫療診斷和科學研究等領域。但由于射頻線圈產生的磁場不均勻以及線圈靈敏度存在空間差異性會導致MR圖像存在灰度不均勻的情況，甚至會影響醫生對病情的判斷。

針對MR圖像存在的灰度不均勻性問題，許多磁共振領域專家進行了研究，并提出了多種校正算法。大體上可以分為前瞻性方法和回顧性方法，前瞻性方法著重于圖像采集過程中的校正和優化，包括水模、多線圈、特殊序列等方法。基于水模的方法需要從水模的同一位置中提取不均勻場來校正表面線圈圖像，基于多線圈的方法是利用體線圈來校正表面線圈圖像，基于特殊序列的方法是利用序列參數的差異計算出不均勻場。上述方法均需要額外的掃描數據，在一定程度上增加了硬件的負擔，并且掃描時間也會有所增加。回顧性方法依賴于圖像本身信息或一些先驗知識，包括濾波、分割、曲面擬合、直方圖等方法。濾波方法是將不均勻場看做圖像的低頻成分，利用高通濾波器直接濾除灰度不均勻場，分割的方法是在圖像分割的過程中引入灰度不均勻校正，最終同時達到分割和校正的目的，曲面擬合的方法是將灰度不均勻場看做一個曲面，用曲面擬合的方法擬合出灰度不均勻場，直方圖的方法則是結合灰度不均勻場的特性，對圖像的直方圖進行處理，使得不均勻的圖像得到校正。

發明內容

本發明目的是：提供一種圖像信噪比高，均勻性好的基于投影估計的相控陣線圈磁共振圖像非均勻性校正方法。

本發明的技術方案是：一種基于投影估計的相控陣線圈磁共振圖像非均勻性校正方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)對原始磁共振圖像數據進行閾值處理獲得掩模圖像，將掩模圖像和原始磁共振圖像融合得到感興趣區域圖像；

(2)對感興趣區域圖像在0°～179°內進行Radon投影變換，獲得各個角度上的投影曲線；

(3)對各個角度上的投影曲線的目標區域進行非線性擬合，以剔除人體組織高頻信號；

(4)對擬合后的積分曲線進行Radon逆變換重建出所估計的偏場估計圖像并進行低通濾波；

(5)將步驟(1)中獲得的掩模圖像進行低通濾波處理后與原始磁共振圖像以及偏場估計圖像進行融合，得到校正后的磁共振圖像。

進一步的，所述步驟(1)中閾值處理的方法為OTSU方法。

進一步的，所述OTSU方法為：在原始圖像的灰度空間L中，對于一幅圖像使用灰度值i將圖像分為前景和背景兩類，分別使用G₀和G₁來表示，G₀和G₁兩個類別間的類間方差可表示為：