組合磁共振圖像的製作方法
2023-10-30 00:11:02 3
專利名稱：組合磁共振圖像的製作方法
技術領域：
本發明涉及對磁共振(MR)圖像進行處理並且更具體地涉及組合多個 MR圖像以形成組合圖像。
背景技術：
US 2005/0129299 Al公開了組合具有重疊部分的射線照相圖像的方法 的實現方式。這樣的方法當應用於MR圖像時，仍然在像素值中顯示較大變 化，這造成該組合圖像的可視化解釋較為困難。因此，需要一種組合MR圖 像以形成更容易進行可視化解釋的組合圖像的方法。
發明內容
因此，在此公開的組合MR圖像的重複部分以形成組合圖像的方法中， 基於第一 MR圖像的第一區域中的像素強度和第二 MR圖像的第二區域中的 像素強度計算第一值。基於第二MR圖像的第三區域中的像素強度計算第二 值。可通過在第一和第二值之間進行插值來計算中間值。隨後基於該插值, 修正第二MR圖像的像素強度值，以產生修正的第二圖像。通過將第一圖像 和修正的第二圖像合併，使得第一和第二區域彼此重疊，來形成雙重組合 圖像。MR圖像的重複部分是基本上描述對象解剖結構的相同部分的MR圖像 部分。應該注意，已公開的方法可應用於二維以及三維MR圖像數據組。因 此，根據情況不同，在該文中使用的詞"圖像"表示二維圖像切片(slice) 或者三維圖像體(volume)。
需要一種用於能組合MR圖像的重複部分以形成更容易進行可視化解釋 的組合圖像的MR系統。
因此，在此公開的MR系統包括計算機，計算機配置為基於第一 MR圖 像的第一區域中的像素強度和第二MR圖像的第二區域中的像素強度計算第 一值。基於第二MR圖像的第三區域中的像素強度計算第二值。可以通過在
6第一和第二值之間插值來計算中間值。隨後基於該插值，來修正第二MR圖 像的像素強度值，以產生修正的第二圖像。通過將第一圖像和修正的第二 圖像合併，使得第一和第二區域彼此重疊，來形成雙重組合圖像。
同樣，需要電腦程式，當該電腦程式在計算機上運行時，可指示 計算機組合MR圖像的重複部分以形成更容易進行可視化解釋的組合圖像。
因此，在此公開的電腦程式包括用於基於第一MR圖像的第一區域中 的像素強度和第二MR圖像的第二區域中的像素強度計算第一值的指令。基 於第二MR圖像的第三區域中的像素強度計算第二值。通過在第一和第二值 之間插值來計算中間值。隨後基於該插值，修正第二MR圖像的像素強度值， 以產生修正的第二圖像。通過將第一圖像和修正的第二圖像合併，使得第 一和第二區域彼此重疊，來形成雙重組合圖像。
下文中，將通過示例的方式，在以下實施例的基礎上參照附圖詳細描
述這些和其它方面，其中
圖1示出組合具有重複部分的兩個MR圖像的方法； 圖2示出組合具有重複部分的三個MR圖像的方法； 圖3示出組合具有重複部分的兩個MR圖像的另一方法；
圖4示意性示出能夠組合MR圖像的重複部分以形成組合圖像的MR系 統；以及
圖5示意性示出包含用於組合磁共振圖像的重複部分以形成組合圖像 的電腦程式的介質。
應該注意，在各個附圖中使用的相應附圖標記表示附圖中的相應部件。
具體實施例方式
圖1示出所公開方法的可能的實現方式。在步驟101中，基於第一MR 圖像Iml的第一區域R1中的像素強度和第二MR圖像Im2的第二區域R2中 的像素強度來計算第一值。在步驟102中，基於第二 MR圖像Im2的第三區 域R3中的像素強度來計算第二值。如步驟103表示的，第一值和第二值之 間的值可以通過在這兩個值之間進行插值來計算。基於步驟103的插值，
7在步驟104中修正第二 MR圖像Im2的所選擇的像素組的像素強度，以產生 修正的第二圖像Im2'。在步驟105中，將第一圖像Iml和修正的第二圖像 Im2'合併，使得第一區域R1和第二區域R2重疊，以形成雙重組合圖像。 應該注意，短語"MR圖像"用於表示二維圖像切片以及三維圖像體。
為了獲得MR圖像，將對象引導進MR成像系統中的檢查空間。通過激 勵對象中的一組自旋，採集來自對象的信號以及基於採集的信號重建對象 的圖像來獲得MR圖像。在例如患病的人或動物的狹長的對象的情況下，可 以在例如軸位、矢狀位、冠狀位、傾斜位等的特定取向上，獲得解剖結構 的相鄰部分的多個切片。將這些多個切片隨後一起融合以形成表示該解剖 結構的三維體。由該融合體，可在獲得該原始切片的取向以外的取向上生 成切片或圖像。例如，冠狀位或矢狀位的切片可產生自通過融合多個軸位 的圖像而創建的體圖像。這樣產生的圖像稱為重構圖像(reformatted image)。
由於在採集過程期間，來自對象的信號以L和T2的馳豫機制衰減，並 且由於第一個切片和最後一個切片的採集之間可能存在時滯，所以對於相 同的組織，後採集的切片相比於先採集的切片而言具有減少的像素強度。 當重構圖像產生自通過融合這樣在不同時間採集的切片而形成的圖像體 時，對於相同的組織而言，灰度級或像素強度從重構圖像的一端到另一端 發生變化。發明人發現，當與特定的重建算法結合時，T,和T2馳豫可影響 沿表示切片方向的空間軸上的組織的信號強度。在該情況下，當具有重複 區域的兩個重構圖像組合時，由該重複區域形成的組合圖像中重疊區域的 邊界的一側上的組織相比於該邊界的另一側上的相同組織而言可能具有不 同的像素強度。相同的現象也可在其它情況下觀察到，其中不同區域的成 像之間存在時間差，例如在單個激勵脈衝序列之後對多個位置成像的情況 下。
通常，MR成像系統具有特定的最大視野(F0V)，其確定了可在一次掃 描中成像的對象解剖結構的範圍或程度。當採集的樣本數量太少，即當k-空間頻率的採樣不夠密集時，所需FOV以外的對象部分映射到該F0V中不 正確的位置。這稱為混疊，並且可在任何梯度方向上發生，即切片編碼、 相位編碼以及頻率編碼方向。如果需要覆蓋大於由該視野覆蓋的解剖結構區域的圖像，則可從解剖結構的不同的、優選是相鄰的部分收集各個圖像， 並且融合或組合各個圖像以產生組合圖像。為了收集這些圖像，通常在一 個區域中掃描對象，隨後將對象移動到合適的新位置或地點並再次掃描。 有時將這種技術稱為"多位置"掃描。使用該技術，可產生覆蓋大部分解 剖結構的組合圖像。當組合圖像從頭到腳趾覆蓋該解剖結構時，該成像技 術有時稱為"全身"成像。其它名稱包括"移動床成像"、"組合或聯合移
動床成像"等。這樣的圖像在"團注追蹤(bolus-tracking)"研究中有用， 例如在注射到身體一部分，如股靜脈的血液中的MR造影劑通過遍布身體的 血管擴散時，跟蹤MR造影劑擴散。
從患者的不同解剖結構區域收集的各個圖像可以組合以產生覆蓋先前 由該多個圖像分別覆蓋的區域的圖像。考慮二維圖像的情況，例如可單獨 進行腹部、大腿(例如，從骨盆到膝蓋)以及小腿(例如，從膝蓋到腳趾) 的三次掃描，並且隨後將這些單獨的掃描合併為一個圖像。相同的原理可 以擴展到三維圖像，其中例如頭和頸的單獨體可以合併形成單個圖像體數 據組。
在MR成像中獲得三維體圖像的一個方法是在採集之前對沿著兩個軸， 例如邏輯Y和Z軸(即，相位編碼軸和切片選擇軸)的自旋進行相位編碼。 在該情況下，在任何取向上的重構圖像可通過恰當處理該體圖像來獲得。 在MR成像中獲得三維體圖像的另一方法是收集該解剖結構的相鄰部分的多 個切片，並且隨後組合圖像以產生該解剖結構的體圖像。也可以通過使用 多位置掃描技術獲得感興趣區域的體圖像，通過收集每個位置的多個切片 並且將收集自所有位置的多個切片融合以產生感興趣區域的體圖像。典型 地在特定的諸如軸位、矢狀位、冠狀位的取向上收集這些切片。這樣獲得 的一系列切片有時稱為切片"堆"，例如軸位"堆"或"冠狀位"堆等。產 生自切片堆的體圖像可隨後進行處理，以獲得與初始收集該堆切片的取向 不同的取向上的重構切片。
MR成像中的多位置掃描在執行時經常具有一些空間中的重疊。這導致 在不同圖像部分中表現出來相同的解剖結構部分。基本上顯示對象解剖結 構相同部分的該不同圖像部分稱為MR圖像的重複部分。例如，在收集軸位
切片的多位置掃描方案中掃描大腿和小腿時，可在第一位置處獲得從骨盆上部到膝蓋以下的大腿的體圖像。在第二位置，可以獲得從膝蓋上部到腳 趾的小腿的體圖像。因此，在該情況下，表現膝蓋區域的兩個不同的圖像
體的部分為MR圖像的重複部分。如果必要，可以使用重複區域的部分，在 該情況下即膝蓋區域作為參照，來配準這兩個圖像體，並且將其組合為覆 蓋大腿和小腿的單一圖像體。現在，可從組合的圖像體中提取任何取向上 的重構圖像切片。可選地，在這兩個圖像體被組合之前，可以分別從這兩 個體圖像中直接獲得重構的冠狀位或矢狀位圖像切片。重構的圖像切片現 在可以根據已公開的方法進行組合以形成組合的重構圖像切片。
兩個MR圖像的重複部分，例如，第一MR圖像Iml的第一區域R1和第 二 MR圖像Im2的第二區域R2，可以在它們的整體上進行比較，特別是在整 個第一區域R1和第二區域R2包含有用的像素數據時。然而，這在某些情 況下不是必要的，例如在具有黑色區域的重構切片的情況下，黑色區域即 主要包含零值像素的圖像區域。在這種情況下，可只比較每個重複區域的 一部分，例如中間部分。在對象是人或動物的情況下，由於重複區域可能 表示相同的解剖結構部分，兩個重複區域的中間部分可能包括正在被成像 的相同組織。也可以使用在下一段中描述的某些形態學操作，識別表示相 同解剖結構部分的重疊圖像的部分。對於這些識別的部分，我們可比較直 方圖或者類似平均值或最大值等的推導統計數據，以計算第一值。應該注 意，如果選自兩個圖像的重複區域的部分基本上表示解剖結構的相同部分， 則該方法將更加有效。
找到限定公共區域的像素組的一個可能方法是將來自兩個圖像的重複 區域的閾值設為值1。這意味著該重複區域中的所有非零像素將假定為二進 制值1並且所有其它像素值將假定為二進位值0。對於兩個MR圖像應用該 過程將產生兩個二進位圖像。通過對該兩個二進位圖像執行形態學AND操 作現在可找到該公共區域。這樣確定的公共區域可用作蒙板(mask)以從 兩個MR圖像中選擇兩組像素。現在，該兩組像素可進行比較以得到第一值。
第二值可從第二MR圖像Im2的第三區域R3中獲得。第三區域R3可以 與第二區域R2不相交。第二區域R2和第三區域R3可以位於第二圖像Im2 的相對端。可選的，第三區域R3可以基本上位於朝向第二圖像Im2的中間。 一種選擇第三區域R3的方法可以基於感興趣的組織。例如，如果感興趣的
10特定血管從第二區域R2延伸到第二圖像Im2中的某個位置，則第二圖像Im2 中的該位置可以認為是第三區域R3。
來自第三區域R3的像素強度的平均值可以用作第二值。可選的，最亮 像素的強度值可以用作第二值。其它的統計方法，類似中值或眾數等，也 可選擇地用於計算第二值。
用於第二區域R2和第三區域R3之間區域的校正值可以通過在第一和 第二值之間進行線性插值來獲得。因此，校正值將基於所使用的插值等式 顯示出某種趨勢，並且沿著連接第二區域R2和第三區域R3的線的每個像 素或像素組可以具有不同的校正值。基於該插值，可計算反函數或互反函 數，即用於校正強度變化的函數。在線性插值等式的情況下，反函數為滿 足具有相反斜率的直線的簡單等式。例如，如果插值等式產生包含從值A 到B的直線，那麼該反函數將是包含從值B到A的直線，從B到A的值則 成為校正因子。該反函數以及相應的校正因子沿著切片選擇軸是連續的， 並且第二圖像Im2的每個點基於其在該圖像中的位置，沿著連接第二區域 R2和第三區域R3的軸乘以不同的校正因子。因此，基於該插值，修正了第 二圖像Im2中所有像素的像素強度。在該情況下，所選的像素組包括第二 圖像Im2中的所有像素。
線性插值只需要兩個點，而其它的插值技術為了獲得精確擬合，可能 需要額外的點。例如，如果在重疊的MR圖像中跟蹤從大腿延伸到小腿的血 管，例如可以使用MIP運算獲得在這兩個圖像中的一個或兩個中沿著該血 管的長度上的各個點處的典型像素強度。用曲線擬合這些典型像素強度可 產生可能的插值函數，包括可能的更高階插值函數。考慮MR採集的物理特 性，信號可能按指數方式衰減。取決於該組織，信號衰減本質上可以為單 指數或多指數。現可基於非線性插值等式，例如通過採用指數衰減曲線的 倒數獲得相應的反函數。
也可以應用插值函數，並且外推計算出第一或第二值的區域以外的區 域。例如，可從第一圖像Iml和第二圖像Im2的重複區域計算第一值，從 基本上朝向第二圖像Im2中間的區域計算第二值，並且在第一和第二值之 間進行插值。插值函數現在可以外推第二圖像Im2中計算出第二值的區域 以外的區域，以及對於整個圖像而獲得的校正因子。
ii可以使用的插值技術包括但不限於線性插值、指數插值、雙三次插值、 雙線性插值、三線性插值、最鄰近點插值等。
圖2示出所公開方法的可能的實現方式。在步驟201中，基於第一 MR 圖像Iml的第一區域R1中的像素強度和第二MR圖像Im2的第二區域R2中 的像素強度計算第一值。在步驟202中，基於第二 MR圖像Im2的第三區域 R3中的像素強度和第三圖像Im3的第四區域R4中的像素強度計算第二值。 如步驟203所示的，第一值和第二值之間的值可通過在第一值和第二值之 間進行插值來計算。基於步驟203的插值，在步驟204中修正第二MR圖像 Im2的像素強度，以產生修正的第二圖像Im2'。在步驟205中，將第一圖 像Iml、修正的第二圖像Im2，和第三圖像Im3合併，使得第一區域Rl和 第二區域R2重疊以及第三區域R3與第四區域R4重疊，以形成三重組合圖 像。因此，在三個重疊圖像的情況下，其中第二圖像Im2與第一圖像Iml 和第三圖像Im3都重疊，以類似於圖1的描述中所解釋的獲得第一值的方 式，通過比較公共區域的像素強度，可從第二圖像Im2和第三圖像Im3的 重複區域R3、 R4中獲得第二值。
所公開方法的這個方面將第三MR圖像Im3與第一圖像Iml和第二圖像 Im2組合，其中額外地基於第三MR圖像Im3的第四區域R4中的像素強度計 算第二值。隨後通過額外地合併已修正的第二圖像Im2，和第三圖像Im3使 得第三區域R3和第四區域R4彼此重疊，形成三重組合圖像。因此，通過 修正一個圖像的像素強度，例如第二圖像Im2，形成更容易進行可視化解釋 的三重組合圖像。
在兩個以上圖像一起進行合併的情況下，在中間圖像的兩個重複區域 處計算第一值和第二值。通過比較第一圖像Iml和第二圖像Im2的重複區 域、即第一區域R1和第二區域R2中的像素強度，獲得第一值。類似地， 通過比較第二圖像Im2和第三圖像Im3的重複區域、即第三區域R3和第四 區域R4中的像素強度，獲得第二值。用於中間圖像，這裡可認為是第二圖 像Im2的兩個重複區域之間的區域的校正值可通過在第一值和第二值之間 進行插值來獲得。如果我們將中間圖像Im2乘以校正值的逆或倒數，則對 於相同類型的組織將導致像素強度上更平滑的過渡。校正值沿著切片軸是 連續的，並且中間圖像的每個點，基於該點在圖像中的位置，沿著連接中
12間圖像的兩個重複區域的軸，乘以不同的倒數校正值。當三個圖像，即第
一圖像Iml、修正的第二圖像Im2，和第三圖像Im3通過重疊第一區域Rl 和第二區域R2以及重疊第三區域R3和第四區域R4來進行組合時，連續跨 越兩個或多個圖像的例如血管的解剖結構將具有更加相似的強度。這將使 得自動分割過程更好地在新的重建體上執行。
除了如圖1的描述中所解釋的修正第二圖像Im2中所有像素的強度值 以外，還可修正更加有限的所選像素組的像素強度。例如，在三維對比度 增強MR血管造影術圖像中，含有造影劑的血管通常具有最亮的像素強度。 通過執行最大強度投影(MIP)操作，可以提取關於這些血管的信息。如果 我們考慮三個重疊的重構MR血管造影術圖像，可基於第一和第二圖像Iml、 Im2之間的重複區域中的血管的像素強度計算第一值，以及基於第二和第三 圖像Im2、 Im3之間的重複區域中的血管的像素強度計算第二值。對於第二 圖像Im2執行MIP操作以分割含有造影劑的血管。通過在第一和第二值之 間進行插值並對中間值取反而計算出的校正因子現可僅應用於由MIP操作 識別出的那些像素。這將通過沿著識別出的血管路徑修正像素強度，使得 僅僅已識別出的血管具有平滑過渡，而圖像的其餘部分不受影響。可使用 MIP操作以外的操作，例如類似區域增長算法的分割技術，來提取與第二圖 像中感興趣區域有關的信息。
圖3示出所公開方法的可能的實現方式。在步驟301中，基於第一MR 圖像Iml的第一區域R1中的像素強度和第二MR圖像Im2的第二區域R2中 的像素強度計算第一值。在步驟302中，基於第二 MR圖像Im2的第三區域 R3中的像素強度計算第二值。如步驟303表示的，第一值和第二值之間的 值可通過在第一值和第二值之間進行插值來計算。基於步驟303的插值， 在步驟304和305中分別修正第一圖像Iml和第二圖像Im2的像素強度值， 以產生修正的第一圖像Iml'和修正的第二圖像Im2'。在步驟306中，將 修正的第一圖像Iml'和修正的第二圖像Im2，合併，使得第一區域R1和 第二區域R2重疊，以形成組合圖像。
所公開方法的該實現方式基於第一值和第二值之間的插值額外地修正 第一MR圖像Iml的像素強度值。這可進一步減少兩個圖像中相同組織的像 素強度的差別，並且產生更容易進行可視化解釋的組合圖像。實現有益結果的一個方法是將通過在第一和第二值之間進行插值獲得
的校正因子應用於第一圖像Iml和第二圖像Im2。例如，從所插入的值中， 可以在第一和第二值之間識別出近似的中間點值。在線性插值函數的情況 下，該中間點值可出現在大致接近第二圖像Im2的第二區域R2和第三區域 R3的中間的位置。如果該中間點值標準化為1，則圖像上的該位置可以稱 為"零旋轉點"，因為以該標準化校正因子乘以該位置的像素強度將不會改 變該區域的像素強度。零旋轉點的一側的區域變得更暗(0<校正因子1)。如果使用非線性插值 函數，例如指數衰減函數，則作為對該中間點值的替代， 一些其它合適的 值，例如第一和第二值之間差值的38%，可以用作零旋轉點處的值。可選地， 零旋轉點的位置可以調整，使得該零旋轉點位置對應於第一和第二值之間 的中間值。
應該注意，所公開方法的該實現方式也可應用於三個或更多MR圖像需 要組合的情況。
圖4示出能夠組合MR圖像的重複區域以形成組合圖像的MR系統的可 能的實施例。MR系統包括圖像採集系統480、圖像處理和顯示系統490。圖 像採集系統480包括一組主線圈401、連接到梯度驅動器單元406的多個梯 度線圈402、以及連接到RF線圈驅動器單元407的RF線圈403。由發射/ 接收(T/R)開關413進一步控制RF線圈403的功能，RF線圈403可以以 體線圈的方式集成到磁體中，或者可以為分開的表面線圈。多個梯度線圈 402和RF線圈由電源單元412供電。運輸系統404，例如患者臺，用於將 諸如病人的對象405定位在MR成像系統中。控制單元408控制RF線圈403 和梯度線圈402。圖像重建和顯示系統490包括進一步控制重建單元409的 操作的控制單元408。控制單元408還控制顯示單元410，例如監視器屏幕 或投影儀，數據存儲單元415以及用戶輸入接口單元411，例如鍵盤、滑鼠、 跟蹤球等。
主線圈401產生諸如1. 5T或3T場強的穩定和均勻的靜磁場。所公開 的方法可應用於其它場強。主線圈401以通常圍繞隧道形狀的檢查空間的 方式設置，對象405可引導進該檢査空間中。另一通常配置包括相對的極 面，在極面之間具有空氣間隙，並且可以通過使用運輸系統404將對象405導入空氣間隙中。為了使得MR成像，疊加到靜磁場上的時變磁場梯度由多 個梯度線圈402響應由梯度驅動器單元406提供的電流而產生。配備有電 子梯度放大電路的電源單元412將電流提供給多個梯度線圈402，結果產生 梯度脈沖(也稱為梯度脈衝波形)。控制單元408控制流過梯度線圈的電流 的特性，特別是它們的強度、持續時間以及方向，以產生合適的梯度波形。 RF線圈403在對象405中產生RF激勵脈衝，並且接收由對象405響應該 RF激勵脈衝產生的MR信號。RF線圈驅動器單元407將電流提供給RF線圈 403以發射RF激勵脈衝，並且放大由RF線圈403接收的MR信號。RF線圈 403或RF線圈組的發射和接收功能由控制單元408經由T/R開關413控制。 T/R開關413設置有用於將RF線圈403在發射和接收模式之間切換的電子 電路，並且保護RF線圈403和其它相關電子電路免受穿透或其它過載等。 所發射的RF激勵脈衝的特性，特別是它們的強度和持續時間，由控制單元 408控制。
應該注意，雖然發射和接收線圈在該實施例中所示為一個單元，但是 其也可以具有分別用於發射和接收的單獨的線圈。還可具有多個RF線圈 403，用於發射或者接收，或者用於發射和接收兩者。RF線圈403可以體線 圈的方式集成到磁體中，或者可以為單獨的表面線圈。它們可具有不同的 幾何結構，例如，鳥籠結構或簡單的環狀結構等。控制單元408優選為包 括例如微處理器的處理器的計算機的形式。控制單元408經由T/R開關413 控制RF脈衝激勵的應用以及MR信號的接收，MR信號包括回波、自由感應 衰減等。用戶輸入接口裝置411，如鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、跟蹤球等，使得 操作者與MR系統互動。
使用RF線圈403接收的MR信號包含與正在成像的對象405的感興趣 區域中的局部自旋密度有關的實際信息。接收的信號由重建單元409進行 重建，並且在顯示單元410上顯示為MR圖像或MR頻譜。可選地，可以將 來自重建單元409的信號存儲在存儲單元415中等待進一步處理。重建單 元409優選構建為數字圖像處理單元，對數字圖像處理單元進行編程以得 到接收自RF線圈403的MR信號。
圖5示出包含用於組合磁共振圖像的重複部分以形成組合圖像的計算 機程序的介質501的可能的實施例。該電腦程式經由傳送裝置502傳送給計算機503。該電腦程式包含使得計算機執行所公開方法504的步驟的 指令。
計算機503能加載並運行包括指令的電腦程式，當該指令在計算機 上執行時，使得計算機執行在此公開的方法504的各個方面。電腦程式 可駐留在計算機可讀介質501上，例如CD-ROM、 DVD、軟盤、記憶棒、磁帶 或任何其它計算機503可讀的有形介質。電腦程式也可以是可下載的程 序，該程序例如經由網際網路下載或傳送到計算機。傳送裝置502可以是光 驅、磁帶驅動器、軟碟機、USB或其它計算機埠、乙太網埠等
所公開方法的應用包括介入過程，該介入過程必需兩個或更多圖像的 比較以執行介入，例如將導管插入股動脈中。通常，放射科醫生傾向於選 取接近股骨頭的進入點。合適的進入點經常通過比較兩個圖像，例如額動 脈MIP圖像和額骨片MIP圖像來確定。該比較給出了與股骨頭有關的狹窄 的近似位置，該近似位置用於確定進入點。為了更加精確地估計狹窄的位 置，可以使用在此公開的方法。
使用所公開的方法，第一組合圖像形成為雙重或三重圖像。第一組合 圖像可以從重構圖像中形成，而重構圖像是通過處理圖像體獲得的，該圖 像體是從在特定取向上採集的對比度增強圖像堆創建的。第一組合圖像因 此是對比度增強的組合圖像。類似的，使用所公開的方法，第二組合圖像 形成為雙重或三重圖像。第二組合圖像是非增強的組合圖像，並且也可以 從重構圖像中形成，而重構圖像是通過處理圖像體獲得，該圖像體是從在 特定取向上採集的非對比度增強圖像堆創建的。應該注意，以上技術也可 以擴展到三維數據組，其中第一組合體使用所公開的方法從對比度增強的 切片中形成，並且第二組合體使用所公開的方法從非增強的切片中形成。 解剖結構的相同部分的重構切片從每個組合體中提取，並且彼此疊加。將 合併權重分配給每個組合體或所提取的重構切片，並且如前所解釋的，將 兩個重構切片基於它們各自的合併權重進行合併。通過調整兩個重構切片 的合併權重，兩個疊加圖像的一個或另一個可以更加顯著地可視化。
在一個可能的實施例中，非增強組合圖像主要顯示骨頭和其它組織， 而對比度增強組合圖像顯示動脈。如果從增強組合圖像中逐個像素地減去 非增強組合圖像，作為結果的減影圖像將主要顯示動脈樹。這是已知的磁共振數字減影血管造影術或MRDSA技術。將減影圖像疊加到非增強組合圖 像上將清楚地指示出動脈樹中與股骨頭有關的狹窄的位置。可以將不同的 合併權重分配給兩個疊加的組合圖像。通過調整兩個疊加的組合圖像的各 自合併權重，可以調整每個疊加圖像的透明度，從而兩個疊加圖像的一個 或另一個可更加顯著地可視化。假定兩個組合圖像顯示了解剖結構的相同 部分，並且已經正確地配準了這兩個圖像。否則，需要額外的步驟來配準 減影圖像和非增強組合圖像，或可選的，配準對比度增強組合圖像和非增 強組合圖像。
如前所述，可以將合併權重分配給兩個疊加圖像中的每個，並且在一 個可能的實現方式中，合併權重可以在0和1之間變化。將特定圖像的合 並權重設置為0將使得該圖像不可見，而設為1將使該圖像完全可見。換 言之，在0和1之間調整特定圖像的合併權重分別使得圖像更加透明或更 加不透明。合併權重的調整可使用合適的用戶接口來執行，如虛擬滑動條、 旋鈕或能接收鍵入0和1之間值的文本框。兩個疊加圖像的合併權重可以 聯繫起來，如果減影圖像的合併權重設置為值X，則非增強組合圖像的合併 權重將自動設置為卜X。
所公幵方法的所描述實施例中的順序不是強制性的。在不偏離所公開 原理的情況下，本領域的技術人員可以改變步驟的順序或使用線程模型、 多處理器系統或多個進程來並行執行步驟。
應該注意，上述實施例闡釋而非限制本發明，並且在不偏離所附權利 要求的範圍的情況下，本領域的技術人員將能夠設計許多替代實施例。在 權利要求中，位於括號中的任何附圖標記不應理解為限制該權利要求。用 詞"包括"並不排除存在未在權利要求中列出的部件或步驟。出現在部件 之前的用詞"一個"並不排除存在多個這樣的部件。所公開的方法可通過 包括多個特定部件的硬體方式來實現，以及通過恰當編程的計算機的方式 來實現。在列舉多個裝置的系統權利要求中，這些裝置中的幾個可以通過 計算機可讀軟體或硬體的一個和相同項目來實現。特定手段在相互不同的 從屬權利要求中引用的簡單事實並不表明這些手段的組合不能用於產生有 益效果。
在權利要求中的用詞第一、第二等表示標記而非順序或等級。
1權利要求
1、一種用於組合磁共振圖像的重複部分以形成組合圖像的方法，該方法包括(a)基於第一磁共振圖像(Im1)的第一區域(R1)中的像素強度和第二磁共振圖像(Im2)的第二區域(R2)中的像素強度計算第一值(101)；(b)基於所述第二磁共振圖像(Im2)的第三區域(R3)中的像素強度計算第二值(102)；(c)基於所述第一值和所述第二值之間的插值(103)修正所述第二磁共振圖像(Im2)的所選擇的像素組的原始強度值(104)，以產生修正的第二圖像(Im2』)；以及(d)通過將所述第一磁共振圖像(Im1)與所述修正的第二圖像(Im2』)合併，使得所述第一區域和所述第二區域(R1，R2)彼此重疊，來形成第一雙重組合圖像(105)。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中，還基於第三磁共振圖像(Im3) 的第四區域(R4)中的像素強度來計算所述第二值(102)，並且其中所述 方法包括(e )通過將所述第一雙重組合圖像(Iml)與所述第三磁共振圖像(Im3 ) 合併，使得所述第三區域和所述第四區域(R3， R4)彼此重疊，來形成第 一三重組合圖像(205)。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，包括基於所述第一值和所述第二 值之間的所述插值(303)修正所述第一磁共振圖像(Iml)的所選擇的像 素組的原始強度值(304)。
4、 根據權利要求1所述的方法，包括重複權利要求l的步驟(a)到(d)以產生第二雙重組合圖像； 給所述第一雙重組合圖像和所述第二雙重組合圖像中的每個分配各自 的合併權重；以及將所述第一雙重組合圖像和所述第二雙重組合圖像基於它們各自分配 的合併權重進行合併以產生第一合成圖像。
5、 根據權利要求2所述的方法，包括 重複權利要求2的步驟(e)以產生第二三重組合圖像；給所述第一三重組合圖像和所述第二三重組合圖像中的每個分配各自的合併權重；以及將所述第一三重組合圖像和所述第二三重組合圖像基於它們各自分配 的合併權重進行合併以產生第二合成圖像。
6、 根據權利要求1所述的方法，包括重複權利要求1的步驟(a)到(d)以產生第三雙重組合圖像；從所述第三雙重組合圖像中減去所述第一雙重組合圖像以產生第一減影圖像；給所述第一雙重組合圖像和所述第一減影圖像中的每個分配各自的合 並權重；以及將所述第一雙重組合圖像和所述第一減影圖像基於它們各自分配的合 並權重進行合併以產生第三合成圖像。
7、 根據權利要求2所述的方法，包括 重複權利要求2的步驟(e)以產生第三三重組合圖像； 從所述第三三重組合圖像中減去所述第一三重組合圖像以產生第二減影圖像；給所述第一三重組合圖像和所述第二減影圖像中的每個分配各自的合 並權重；以及將所述第一三重組合圖像和所述第二減影圖像基於它們各自分配的合 並權重進行合併以產生第四合成圖像。
8、 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述磁共振圖像是通過以 下步驟形成的重構圖像在特定取向上收集多個切片，每個切片表示解剖結構的相鄰部分； 將所述多個切片融合以產生圖像體；以及 處理所述圖像體以獲得與所述特定取向不同的取向上的切片。
9、 根據權利要求1或2所述的方法，其中修正所述第二磁共振圖像 (Im2)的所選擇的像素組的原始強度值包括基於所述插值得到校正值；以及基於所述第二圖像(Im2)中的每個像素的位置，將所述第二圖像(Im2) 的該像素乘以不同的校正值。
10、 一種磁共振系統，包括 圖像採集系統(480);以及 圖像處理和顯示系統(490);其中所述圖像處理和顯示系統(490)配置為通過以下步驟組合磁共振圖像的重複部分以形成組合圖像(a) 基於第一磁共振圖像(Iml)的第一區域(Rl)中的像素強度和 第二磁共振圖像(Im2)的第二區域(R2)中的像素強度計算第一值(101);(b) 基於所述第二磁共振圖像(Im2)的第三區域(R3)中的像素強 度計算第二值(102);(c) 基於所述第一值和所述第二值之間的插值(103)修正所述第二 磁共振圖像(Im2)的所選擇的像素組的原始強度值(104)，以產生修正的 第二圖像(Im2，)；以及(d) 通過將所述第一磁共振圖像(Iml)與所述修正的第二圖像(Im2')合併，使得所述第一區域和所述第二區域(Rl， R2)彼此重疊，來形成第 一雙重組合圖像(105)。
11、 一種用於組合磁共振圖像的重複部分以形成組合圖像的電腦程式，該電腦程式包括用於以下步驟的指令(a)基於第一磁共振圖像(Iml)的第一區域(Rl)中的像素強度和 第二磁共振圖像(Im2)的第二區域(R2)中的像素強度計算第一值(101);(b) 基於所述第二磁共振圖像(Im2)的第三區域(R3)中的像素強 度計算第二值(102);(c) 基於所述第一值和所述第二值之間的插值(103)修正所述第二 磁共振圖像(Im2)的所選擇的像素組的原始強度值(104)，以產生修正的 第二圖像(Im2，)；以及(d) 通過將所述第一磁共振圖像(Iml)與所述修正的第二圖像(Im2，) 合併，使得所述第一區域和所述第二區域(Rl， R2)彼此重疊，來形成第 一雙重組合圖像(105)。
全文摘要
本發明涉及用於組合磁共振(MR)圖像以形成組合圖像的方法，用於實現該方法的裝置以及電腦程式，該電腦程式包括當在計算機上運行時執行該方法的指令。在組合圖像中像素值上大的過渡造成組合圖像的可視化解釋比較困難。所以需要一種組合MR圖像以形成更容易進行可視化解釋的組合圖像的方法。因此，公開了一種形成組合圖像的方法，其中基於插值運算修正至少一個圖像的像素強度值，並且將兩個MR圖像恰當地合併以形成組合圖像。
文檔編號G06T3/00GK101490709SQ200780009544
公開日2009年7月22日 申請日期2007年3月16日 優先權日2006年3月17日
發明者C·P·菲瑟, M·布雷沃 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司