一种磁共振图像畸变矫正方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及磁共振图像处理，特别涉及一种磁共振图像畸变矫正方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、磁共振成像（magnetic resonance imaging，mri）中，不均匀的b0场对于mri图像会产生很多不良影响，其中最显著最普遍的就是图像畸变。理论上讲，依照拉莫尔方程，人体内氢原子核的进动频率与b0场成正比关系，b0场越大，进动频率越高，而磁共振信号的编码原理是通过施加空间位置相关的线性梯度场从而人为改变空间内b0场的均匀性，进而引起氢核进动频率和相位的改变，这种改变是与空间坐标相对应的。因此可以通过区分信号的频率和相位来判断信号在空间中的来源，从而形成图像。以上都是基于b0场绝对均匀的假设条件下，若b0场本身不均匀，其不均匀的部分会叠加到梯度磁场上，使梯度场线性发生变化，进而对空间编码产生影响，导致图像畸变变形。

2、频率编码时磁共振成像空间编码的一种方式，在采样时，通过施加梯度磁场使得特定方向产生随空间位置线性变化的磁场，使得氢原子核的进动频率产生随空间位置线性的变化。采样获得的信号的不同频率分量可对应不同的空间位置，从而完成该方向上的空间位置的编码。每个像素对应的频率范围称为像素带宽，与采样时间的倒数相等。如果某点的b0场有偏差，这一点会被编码到与实际位置相差多个像素的位置。现有技术采用增加采样带宽，从而增加像素带宽，减小频率编码方向的空间编码错误。使用结构确定的模体扫描并保存空间畸变矫正信息，并在图像扫描后应用这一信息进行畸变矫正。利用每次扫描前的b0 map扫描获取空间畸变矫正信息并进行畸变矫正。但是上述的处理方式往往会出现扫描时间过长、畸变矫正信息与实际扫描有误差或无法正常求解以及矫正。

3、综上，如何对磁共振成像的畸变图像进行畸变矫正的同时减少对畸变图像的图像依赖是本领域有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磁共振图像畸变矫正方法、装置、设备及介质，能够对磁共振成像的畸变图像进行畸变矫正的同时减少对畸变图像的图像依赖。其具体方案如下：

2、第一方面，本技术公开了一种磁共振图像畸变矫正方法，包括：

3、采集在预设采样像素带宽和预设频率编码方向的待矫正静态场图以及待矫正磁共振图像；

4、利用超导磁体的磁场图信息、所述预设采样像素带宽和预设频率编码方向构建所述待矫正静态场图中各点的约束问题；

5、利用在所述磁场图选定的测量点对所述待矫正静态场图进行测量点定位，以得到所述待矫正静态场图的测量点，按照所述约束问题以及所述待矫正静态场图的测量点在所述待矫正静态场图中进行区域搜索和区域求解，以得到矫正后静态场图；

6、基于所述矫正后静态场图构建的坐标转换关系对所述待矫正磁共振图像中的图像坐标进行坐标转换，以得到矫正后磁共振图像。

7、可选的，所述采集在预设采样像素带宽和预设频率编码方向的待矫正静态场图，包括：

8、在两次不同预设回波时间下，分别按照预设频率编码方向扫描两次小角扰相梯度回波序列，以分别得到傅里叶变换后的第一图像数据和第二图像数据；其中，所述预设回波时间为所述预设采样像素带宽的倒数；

9、计算所述第一图像数据和所述第二图像数据中同一图像位置的相位差，并根据所述相位差、旋磁比、两次不同预设回波时间的时间差获取待矫正静态场图。

10、可选的，所述利用超导磁体的磁场图信息、所述预设采样像素带宽和预设频率编码方向构建所述待矫正静态场图中各点的约束问题之前，还包括：

11、将半月板型磁场相机放入超导磁体中心，并按照沿相机z轴方向旋转预设角度的方式旋转半月板型磁场相机，以采集每次旋转时直径为匀场范围的球面的点的磁场值，以得到相应的磁场图和所述球面的匀场范围信息。

12、可选的，所述按照所述约束问题以及所述待矫正静态场图的测量点在所述待矫正静态场图中进行区域搜索和区域求解，以得到矫正后静态场图，包括：

13、从所述待矫正静态场图的当前测量点出发向所述待矫正静态场图的图中心进行区域搜索，并根据区域搜索中的路径经历的相位变化周期数确定所述待矫正静态场图的当前测量点的相位变化周期数修正参数；

14、将所述相位变化周期数修正参数代入至所述约束问题，以得到所述待矫正静态场图的当前测量点的求解结果；

15、分别将所述待矫正静态场图的各其余测量点作为新的当前测量点，跳转执行所述从所述待矫正静态场图的当前测量点出发向所述待矫正静态场图的图中心进行区域搜索，并根据区域搜索中的路径经历的相位变化周期数确定所述待矫正静态场图的当前测量点的相位变化周期数修正参数的步骤，以基于所有所述当前测量点的求解结果确定矫正后静态场图。

16、可选的，所述的磁共振图像畸变矫正方法，还包括：

17、若所述待矫正静态场图存在经过各所述当前测量点中均未被搜索到的目标区域，则利用插值处理方式获取所述目标区域的求解结果。

18、可选的，所述基于所述矫正后静态场图构建的坐标转换关系对所述待矫正磁共振图像中的图像坐标进行坐标转换，以得到矫正后磁共振图像，包括：

19、基于矫正后静态场图、预设采样像素带宽、预设频率编码方向的目标向量、旋磁比以及图像坐标与真实坐标构建坐标转换关系；

20、对所述待矫正磁共振图像中的图像坐标按照所述坐标转换关系进行坐标转换，以得到矫正后磁共振图像。

21、可选的，所述基于矫正后静态场图、预设采样像素带宽、预设频率编码方向的目标向量、旋磁比以及图像坐标与真实坐标构建坐标转换关系，包括：

22、按照构建坐标转换关系；其中，表示真实坐标，表示旋磁比，表示矫正后静态场图，表示预设频率编码方向的目标向量，表示预设采样像素带宽，表示图像坐标。

23、第二方面，本技术公开了一种磁共振图像畸变矫正装置，包括：

24、图像采集模块，用于采集在预设采样像素带宽和预设频率编码方向的待矫正静态场图以及待矫正磁共振图像；

25、约束构建模块，用于利用超导磁体的磁场图信息、所述预设采样像素带宽和预设频率编码方向构建所述待矫正静态场图中各点的约束问题；

26、第一矫正模块，用于利用在所述磁场图选定的测量点对所述待矫正静态场图进行测量点定位，以得到所述待矫正静态场图的测量点，按照所述约束问题以及所述待矫正静态场图的测量点在所述待矫正静态场图中进行区域搜索和区域求解，以得到矫正后静态场图；

27、第二矫正模块，用于基于所述矫正后静态场图构建的坐标转换关系对所述待矫正磁共振图像中的图像坐标进行坐标转换，以得到矫正后磁共振图像。

28、第三方面，本技术公开了一种电子设备，包括：

29、存储器，用于保存计算机程序；

30、处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的磁共振图像畸变矫正方法的步骤。

31、第四方面，本技术公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的磁共振图像畸变矫正方法的步骤。

32、可见，本技术公开了一种磁共振图像畸变矫正方法，包括：采集在预设采样像素带宽和预设频率编码方向的待矫正静态场图以及待矫正磁共振图像；利用超导磁体的磁场图信息、所述预设采样像素带宽和预设频率编码方向构建所述待矫正静态场图中各点的约束问题；利用在所述磁场图选定的测量点对所述待矫正静态场图进行测量点定位，以得到所述待矫正静态场图的测量点，按照所述约束问题以及所述待矫正静态场图的测量点在所述待矫正静态场图中进行区域搜索和区域求解，以得到矫正后静态场图；基于所述矫正后静态场图构建的坐标转换关系对所述待矫正磁共振图像中的图像坐标进行坐标转换，以得到矫正后磁共振图像。由此可见，本技术通过原始b0场测量信息，能对真实b0场进行更准确的测量。能利用匀场视野外的磁场实现更大的扫描视野。并利用磁场图和在预设采样像素带宽和预设频率编码方向的扫描序列来测量并得到真实的b0场图，其中，磁场图为更准确地解除扫描序列的相位卷绕提供了约束条件，扫描序列则能反映特定扫描部位对磁场的影响，然后利用更加准确的b0场矫正图像畸变。