相位圖像數據組中背景相位的確定方法
2024-03-22 15:03:05
專利名稱：相位圖像數據組中背景相位的確定方法
技術領域：
本發明涉及一種用於確定在相位圖像數據組的相位值中的背景相位的方法以及 一種用於確定背景相位的裝置。
背景技術：
描述與Btl場方向垂直的磁化位置的磁共振信號的相位信息，在磁共振斷層造影 (MRT)中可以在多方面被使用。例如，在MR信號中包含的相位信息可以被用於脂肪和水組 織的分離、用於流量測量、在磁化係數加權的MRT中和用於溫度確定。在一種作為溫熱療法 公知的方法中，有針對地升高腫瘤細胞中的溫度，以便殺死腫瘤細胞或者使得其對於伴隨 的治療措施更敏感。在此，例如可以通過聚焦的超聲波或藉助雷射進行組織加熱。為了不 至於通過升高的溫度而損壞健康的組織，需要對加熱的組織進行溫度監視。除了利用在加 熱的組織中放置的溫度探針的介入式溫度測量，還可以使用一些MR參數，諸如化學位移、 Tl弛豫時間或擴散常數用於非介入的溫度測量。在基於化學位移的溫度關係的溫度監視中，在一個圖像點的改變的相位中探測通 過溫度改變而改變的共振頻率。在基於化學位移的溫度成像中，僅顯示溫度改變，例如通過 將不同的溫度下記錄的兩個相位圖像數據組相減。在此，在已知的初始溫度下記錄的相位 圖像數據組被用作參考數據組，從該參考數據組中減去隨後的相位圖像數據組。該利用參 考數據組工作的方法的缺點是，在這兩個數據組的記錄之間檢查對象的運動或其它外部幹 擾會導致相位改變，該相位改變被錯誤地解釋為溫度改變。此外，在時間上Btl場常數和勻 場線圈中的電流漂移也起作用，因為其也會導致探測的信號中的相位改變，其同樣被錯誤 地識別為溫度改變。除了利用參考圖像數據組的這些方法之外，還有所謂的無參考的方法， 在這些方法中僅從測量的相位值中推導出溫度。這些方法的缺陷是，必須提供關於如下的 信息由MR系統引起的背景相位空間上在圖像上如何改變。因為在圖像點中的相位不僅受 到在該圖像點中的磁化的頻率、而且還受到系統分量的影響，例如HF接收器或解調器。US 7，505，805描述了一種在使用無參考的方案的條件下利用相位圖像進行溫度 確定的方法。Rieke 等人在 Magn Reson Med 2004 June ；51 (6)，P. 1223-31 中描述了一種方法， 在該方法中，使用ROI (感興趣區域)的較外部的邊沿的相位信息，以便將背景相位值插值 到加熱的區域中。在此使用了低階的多項式。然而，對於這樣的多項式的使用沒有物理的 或數學的基礎。對於小的範圍和對於背景相位(即，系統引起的相位信息)在該圖像上僅 緩慢地改變的情況，該方法的精確性是足夠的。然而，在磁化係數改變的區域，產生背景相 位的快速空間改變。多項式的確定同樣是計算開銷大的並且會導致在計算中的問題。Rieke 等人在Medical Imaging, IEEE Transaction on Volume 26,6th Edition, June 2007, Pages 813-821中描述了特定的MR脈衝序列的使用，利用該MR脈衝序列，脂肪 和水的獨立成像是可能的，其中，脂肪信號是不取決於溫度的並且由此可以使用背景相位 的提取。然而，為此需要其中有足夠的脂肪的特殊的解剖結構。此外，脂肪信號的譜線在不同位置是不同的，這在不同的共振頻率上導致不同的相位值，由此在藉助脂肪信號分量對 背景相位的確定中會出現問題。
發明內容
由此，本發明要解決的技術問題是，提供一種方法，利用該方法可以在不使用參考 數據組的情況下以簡單方式確定MR圖像數據組的相位值中的背景相位。按照本發明的第一方面，提供一種確定對於相位圖像數據組的背景相位的方法， 其中，在相位圖像數據組的子區域中確定背景相位。在按照本發明的方法的第一步驟中，記 錄檢查對象的相位圖像數據組。在第二步驟中，圍繞子區域在相位圖像數據組中確定一個 至少近似閉合的平面輪廓，其中，平面輪廓具有寬度為至少一個圖像點的輪廓面積。此外， 通過基於假定背景相位的空間上的曲線相應於調和的或準調和的函數的方法來確定子區 域中的相位值(即，子區域中的背景相位)，其中，根據平面輪廓中的相位值確定子區域中 的圖像點的相位值。在一種實施方式中通過對子區域中的圖像點和平面輪廓中的圖像點迭 代地應用濾波核(Filterkernel)，確定相位值。在此，通過應用濾波核和使用來自平面輪廓 的相位值，確定子區域中的圖像點的相位值，以便確定背景相位。通過使用濾波核，在平面 輪廓中具有的相位值可以擴展到輪廓內的子區域上，其中，如以下詳細解釋的那樣，濾波核 的應用可以基於數學的和物理的思路。優選地，將平面輪廓置於檢查對象的一個區域中，在該區域中，在相位圖像數據組 中顯示的組織具有基本上均勻的磁化係數。這意味著，當假定，磁化函數採取調和的函數 (這意味著，它是兩次單調可微的並且對該函數應用拉普拉斯算子得到零)，在本發明中描 述的方法提供良好的結果。當已知輪廓上的值時，利用濾波核可以解決Dirichlet問題， 即，對輪廓內的值的確定。濾波核優選是一個3X3濾波核，其在其矩陣元素中在對角線上分別具有零並且 在其餘的矩陣元素中具有值1/4。由此濾波核F如下
權利要求
1.一種用於確定對檢查對象所記錄的相位圖像數據組的相位值中的背景相位的方法， 其中在相位圖像數據組的子區域(34)中確定所述背景相位，包括以下步驟-記錄該檢查對象的相位圖像數據組，-圍繞所述子區域(34)在相位圖像數據組中確定至少近似閉合的平面輪廓(31)，其 中，所述平面輪廓具有寬度為相位圖像數據組的至少一個圖像點的輪廓面積，-通過假定背景相位的空間上的曲線是調和的或準調和的函數來確定該子區域中的相 位值，其中，根據在所述平面輪廓(31)中的相位值來確定子區域中的圖像點的相位值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將所述平面輪廓(31)置於所述檢查對象 的如下區域中在該區域中該檢查對象的組織具有基本上均勻的磁化係數。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，通過對所述子區域中的相位值和所述 平面輪廓(31)中的相位值迭代地應用濾波核(F)，確定該子區域中的相位值。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述濾波核(F)是3X3濾波核。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，如下構造所述濾波核(F) '0 1/4 0 、F= 1/4 0 1/4 v 0 1/4 0 夕ο
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，通過在所述子區域中的和在 所述平面輪廓中的相位值與所述濾波核的卷積，確定所述子區域(34)中的相位值。
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述濾波核的每個迭代應 用中，將所述平面輪廓(31)中的相位值分別重置為通過記錄所述檢查對象的相位圖像數 據組而得到的其最初的相位值。
8.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，作為二維的相位圖像數據組 記錄相位圖像數據組，並且在假定背景相位在空間上的曲線是調和函數的條件下進行在所 述子區域中的相位值的迭代確定，其中，在該子區域中的相位值的迭代確定中還使用參數 ε，該參數表示空間的相位曲線的不調和的分量。
9.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，一直重複進行相位值的迭代 確定，直到在兩個迭代步驟之間的在所述子區域(34)中的相位值的差小於特定的邊界值。
10.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，使用具有脂肪抑制的二維梯 度回波序列記錄所述相位圖像數據組。
11.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述至少近似閉合的輪廓 (31)被構造為圓形並且包括至少一個半圓。
12.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，如果使用的輪廓不是完全閉 合的，則其可以通過輪廓延長被閉合為一個閉合的輪廓，其中，藉助不完全閉合的輪廓的圖 像點中的相位值，確定輪廓延長中的相位值，並且然後根據完全閉合的輪廓中的相位值，確 定所述子區域中的相位值。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，在假定如下的條件下確定輪廓延長中 的相位值空間上的相位曲線相應於作為傅立葉級數描述的調和函數，其中，在該傅立葉級 數中僅考慮預定數量的傅立葉係數。
14.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法被用於確定在加熱 的組織中溫度差，其中，將所述至少近似閉合的輪廓置於該組織的未加熱的區域。
15.根據權利要求8-14中任一項所述的方法，其特徵在於，所述參數ε是常數並且被 藉助平面輪廓中的相位值確定。
16.根據權利要求8-14中任一項所述的方法，其特徵在於，所述參數ε是所述子區域 中的線性函數。
17.一種用於確定對檢查對象所記錄的相位圖像數據組的相位值中的背景相位的裝 置，其中確定相位圖像數據組的子區域中的背景相位，包括-存儲單元，用於提供對該檢查對象所記錄的相位圖像數據組，-輸入單元，其使得能夠在所述相位圖像數據組中確定圍繞所述子區域的至少近似閉 合的平面輪廓，其中所述平面輪廓具有寬度為相位圖像數據組的至少一個圖像點的輪廓面 積，和-計算單元，其在假定背景相位的空間上的曲線是調和的或準調和的函數的條件下計 算所述子區域中的相位值，其中，該計算單元藉助所述平面輪廓的圖像點中的相位值確定 子區域中的圖像點的相位值。
18.一種電腦程式產品，其直接加載到磁共振設備的可編程的控制裝置的存儲器中， 具有程序裝置，如果所述程序在磁共振設備的控制裝置中被運行，用於執行權利要求1-16 中任一項所述方法的步驟。
19.一種電子可讀的數據載體，具有其上存儲的電子可讀的控制信息，這樣構造所述控 制信息，使得在磁共振設備的控制裝置中使用所述數據載體時，其執行權利要求1-16中任 一項所述的方法。
全文摘要
本發明涉及一種用於確定對檢查對象所記錄的相位圖像數據組的相位值中的背景相位的方法，其中，在相位圖像數據組的子區域(34)中確定所述背景相位，包括以下步驟記錄檢查對象的相位圖像數據組；圍繞所述子區域(34)在相位圖像數據組中確定至少近似閉合的平面輪廓(31)，其中，所述平面輪廓具有寬度為相位圖像數據組的至少一個圖像點的輪廓面積；通過假定背景相位的空間上的曲線是調和的或準調和的函數來確定子區域中的相位值，其中，根據在所述平面輪廓(31)中的相位值來確定子區域中的圖像點的相位值。
文檔編號G01R33/48GK102103197SQ20101059171
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月16日 優先權日2009年12月16日
發明者喬格·羅蘭, 派屈克·格羅斯, 拉裡斯·薩洛米爾, 馬加利·維亞隆 申請人:西門子公司