一种核磁共振图像梯度场变形校正方法
【专利摘要】本发明公开了一种核磁共振图像梯度场变形校正方法，包括如下步骤：a)获取核磁共振图像信息，并将图像空间网格化；b)在图像坐标系下计算各网格点变形量和变形后的位置；c)结合网格点变形后的位置与重建后生成的图像，计算每个像素空间中的原始像素信号幅度值，回填进每个像素，得到校正后的图像。本发明提供的核磁共振图像梯度场变形校正方法，根据信号采集时的视野，图像矩阵信息将图像空间网格化，结合网格点变形后的位置与重建后生成的图像，计算原始采集时每个像素空间中的信号幅度值，回填进每个像素，得到校正后的图像，从而能最大限度的还原每一个采集像素内的信号，提高校正后图像的精度和信号均匀度。
【专利说明】一种核磁共振图像梯度场变形校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像变形后的校正方法，尤其涉及一种核磁共振图像梯度场变形校正方法。
【背景技术】
[0002]MR (核磁共振)成像过程中，因为梯度场的非线性，重建生成的图像会产生一定程度上的畸变，如图1和图2所示，因此需要对梯度场非线性造成的畸变图像进行校正。
[0003]专利申请号为201110192584.3，发明名称为一种核磁共振成像梯度场校正方法的中国专利，公开了一种采用近似的方法处理像素(以像素上的某一点来代表此像素)，这样可以对畸变的图像进行部分校正，但是该校正方法用一阶导数对信号强度进行校正，是选取的一个像素区域的某一点的一阶导数值进行校正，用部分代替了整体，校正效果跟选取的参考点有关系，因此精度不高；同时该校正方法要分成位置校正和幅度校正两个步骤对一幅图像进行校正，增加了处理的困难。因此，有必要提供新的核磁共振图像梯度场变形校正方法。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种核磁共振图像梯度场变形校正方法，能最大限度的还原每一个采集像素内的信号，提高校正后图像的精度和信号均匀度。
[0005]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种核磁共振图像梯度场变形校正方法，包括如下步骤:a)获取核磁共振图像信息，并将图像空间网格化；b)在图像坐标系下计算各网格点变形量和变形后的位置；c)结合网格点变形后的位置与重建后生成的图像，计算每个像素空间中的原始像素信号幅度值，回填进每个像素，得到校正后的图像。
[0006]进一步地，所述步骤a)中图像信息包括视野信息和图像矩阵信息。
[0007]进一步地，所述步骤a)中图像空间网格点位置按下述式(I)、式(2)和式(3)计算:
[0008]RO(i, j, k) =-0.5*FoVro+i*F0Vro/Xro (I)
[0009]PE(i, j, k) =-0.5*FoVpe+j*F0Vpe/Ype (2)
[0010]SS(i, j, k) =-0.5*FoVss+k*F0Vss/Zss (3)
[0011]其中R0(i，j，k)表示第i行，第j列，第k层网格点在图像坐标系中RO方向位置，PE(i，j，k)表示第i行，第j列，第k层网格点在图像坐标系中PE方向位置，SS (i，j，k)表示第i行，第j列，第k层网格点在图像坐标系中SS方向位置，FOVro为频率编码方向的视野，FOVpe为相位编码方向的视野，FOVss为选层方向的视野，单位为毫米；Xro为频率编码方向的像素数，Ype为相位编码方向的像素数，Zss为选层方向的像素数，单位为pixel，i，j，k为正整数。进一步地，所述步骤b)中图像坐标系下，各网格点的变形量计算如下:bl)根据设备的磁场描述参数获取该设备在物理坐标系(X，y, z)下,各网格点X方向偏移量Ax,y方向偏移量Ay，z方向偏移量Az;b2)根据物理坐标系和图像坐标系之间的转换矩阵M，计算图像坐标系中RO方向，PE方向和SS方向的网格点变形量。
[0012]进ー步地，所述图像坐标系和物理坐标系之间的转换关系如下:
【权利要求】
1.一种核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，包括如下步骤: a)获取核磁共振图像信息，并将图像空间网格化； b)在图像坐标系下计算各网格点变形量和变形后的位置； c)结合网格点变形后的位置与重建后生成的图像，计算每个像素空间中的原始像素信号幅度值，回填进每个像素，得到校正后的图像。
2.如权利要求1所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，所述步骤a)中图像信息包括视野信息和图像矩阵信息。
3.如权利要求2所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，所述步骤a)中图像空间网格点位置按下述式(I)、式(2)和式(3)计算: 其中R0(i，j, k)表示第i行，第j列，第k层网格点在图像坐标系中RO方向位置，PE (i, j，k)表示第i行，第j列，第k层网格点在图像坐标系中PE方向位置，SS (i, j，k)表示第i行，第j列，第k层网格点在图像坐标系中SS方向位置，FOVro为频率编码方向的视野，FOVpe为相位编码方向的视野，FOVss为选层方向的视野，单位为毫米；Xro为频率编码方向的像素数，Ype为相位编码方向的像素数，Zss为选层方向的像素数，单位为pixel，i，j，k为正整数。
4.如权利要求2所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，所述步骤b)中图像坐标系下各网格点的变形量计算如下: bl)根据设备的磁场描述参数获取该设备在物理坐标系(x，y, z)下，各网格点X方向偏移量A x，y方向偏移量A y，Z方向偏移量A z ； b2)根据物理坐标系和图像坐标系之间的转换矩阵M,计算图像坐标系中RO方向，PE方向和SS方向的网格点变形量。
5.如权利要求4所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，所述图像坐标
6.如权利要求4所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，所述步骤b2)中图像坐标系中网格点RO方向变形量AM，PE方向变形量Ape和SS方向的变形量Ass计算如下:
7.如权利要求2所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，所述步骤c)
中每个像素空间中的原始像素信号幅度值按如下公式计算:
8.如权利要求7所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，对于二维图像，所述像素的权值为校正后网格覆盖变形后网格的面积与重建后网格面积的比值。
9.如权利要求8所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，每个像素的权值为该像素点在x、y方向上权值的积与网格面积的比值。
10.如权利要求7所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，对于三维图像，所述像素的权值为校正后立方体网格覆盖变形后立方体网格的体积与重建后立方体网格体积的比值。
11.如权利要求10所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在于，每个像素的权值为该像素点在X、y、z方向上权值的积与立方体网格体积的比值。
12.如权利要求2所述的核磁共振图像梯度场变形校正方法，其特征在干，所述步骤c)中每个像素空间中的原始像素信号幅度值的计算方法如下:将未变形的网格划分为m*P个，取每个未变形网格中心点的像素幅值代表该网格的像素幅值，计算网格中心点变形后落在重建后的那ー个像素里面，校正后的像素信号幅度值取重建后像素信号值的1/m,然后将来自同一个未变形网格的m个对应像素值之和作为校正后像素的像素值，P为未变形图像的像素个数，m为自然数。`
【文档编号】G01R33/565GK103576115SQ201210277366
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月6日 优先权日:2012年8月6日
【发明者】王文波 申请人:上海联影医疗科技有限公司