專利名稱：相位分布測量及相位校正方法和裝置以及磁共振成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相位分布測量方法和裝置、相位校正方法和裝置、及磁共振成像裝置，更具體地說，涉及用于測量通過磁共振成像得到的圖像的相位分布的方法和裝置、涉及用于基于測量的相位分布來校正像素?cái)?shù)據(jù)的相位的方法和裝置、以及涉及獲得基于相位校正像素?cái)?shù)據(jù)的水和類脂物的圖像的磁共振成像裝置。
在磁共振成像裝置中，在容納成像對象的空間形成恒定磁場，在恒定磁場空間形成梯度磁場和高頻磁場，根據(jù)成像對象的自旋所產(chǎn)生的磁共振信號(hào)來形成(重構(gòu))圖像。由于化學(xué)位移，類脂物的磁共振信號(hào)頻率與水的磁共振信號(hào)頻率不同，因此根據(jù)頻率不同可以利用相位差分別對水和類脂物成像。
磁共振信號(hào)的相位受恒定磁場強(qiáng)度的非均勻性影響，因此為了分別對水和類脂物成像而不受磁場非均勻性的影響，計(jì)算表示恒定磁場非均勻性的相位分布、即相位圖，并據(jù)此進(jìn)行圖像的相位校正。
通過對每一個(gè)像素計(jì)算用復(fù)數(shù)表示的圖像數(shù)據(jù)的相位來得到相位圖。圖16示出典型的一維圖像的相位圖的概念。取相位圖的原點(diǎn)作為恒定磁場的中心。原點(diǎn)的相位為0。
該圖是相位圖，其中恒定磁場強(qiáng)度具有線性梯度并且相位按照與原點(diǎn)的距離線性變化。當(dāng)相位超過+π時(shí)，它回到-π側(cè)，而當(dāng)它超過-π時(shí)，它回到+π例，如圖(a)所示。換句話說，產(chǎn)生相位卷回(wraparound)。
因此，在存在卷回的部分進(jìn)行卷回校正、即解卷(unwrapping)，以便得到?jīng)]有卷回的相位圖，如圖(b)所示。根據(jù)相鄰像素的圖像數(shù)據(jù)的相位差絕對值是否2π來檢測卷回是否出現(xiàn)，對于檢測到卷回的像素，將2π以與相位差的符號(hào)相反的符號(hào)加到像素的圖像數(shù)據(jù)的相位上。
由于噪聲或磁化率變化等的影響，相位圖經(jīng)常包含高階成分，因此例如象圖17(a)所示，在相位圖的A點(diǎn)，已經(jīng)為2π的相位差實(shí)際可能小于該值。因此當(dāng)企圖以上述的方式檢測卷回時(shí)，不能在其應(yīng)當(dāng)被檢測到的點(diǎn)檢測到卷回，并且產(chǎn)生的相位圖不準(zhǔn)確，如圖的(b)所示。
因此，考慮克服上面的問題，本發(fā)明的目的是提供有效計(jì)算精確相位圖的相位分布測量方法和裝置、利用該計(jì)算的相位圖的相位校正方法和裝置、以及執(zhí)行這種相位校正的磁共振成像裝置。
(1)源于解決上述問題的一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量方法，其特征為對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，以及從上述的積分形成相位分布。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。
(2)源于解決上述問題的另一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量方法，其特征為對磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波，計(jì)算濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，以及用所述積分形成相位分布。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之前，對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。
(3)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量方法，其特征為對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對所述微分進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算濾波后的微分的積分，以及用上述積分形成相位分布。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，從所述積分來形成相位圖。在計(jì)算微分之后進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。
(4)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量方法，其特征為對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，對所述積分進(jìn)行濾波，以及用上述濾波后的積分形成相位分布。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位的微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，以及用所述積分形成相位圖。在計(jì)算積分之后進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。
(5)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量裝置，它包括用于對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的單元，和用于由所述積分形成相位分布的單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分來形成相位圖。這樣，得到相位圖，其中自然地執(zhí)行解卷。
(6)源于解決上述問題的另一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量裝置，它包括用于對磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波的濾波單元，用于對濾波的圖像計(jì)算像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，以及用于由所述積分形成相位分布的相位分布形成單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分來形成相位圖。在計(jì)算微分之前，由濾波單元對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。
(7)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量裝置，它包括用于對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對所述微分進(jìn)行濾波的濾波單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算濾波后的微分的積分的積分計(jì)算單元，以及用于由上述積分形成相位分布的相位分布形成單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分來形成相位圖。在計(jì)算微分之后由濾波單元進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。
(8)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位分布測量裝置，它包括用于對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，用于對所述積分進(jìn)行濾波的濾波單元，以及用于由上述濾波后的積分形成相位分布的相位分布形成單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分來形成相位圖。在計(jì)算積分之后由濾波單元進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。
(9)源于解決上述問題的另一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正方法，其特征為對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，用上述的積分形成相位分布，以及借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(10)源于解決上述問題的另一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正方法，其特征為對磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波，計(jì)算上述濾波后的圖像像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，用上述積分形成相位分布，以及借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之前，對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(11)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正方法，其特征為對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對所述微分進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算上述濾波后的微分的積分，用上述積分形成相位分布，以及借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之后對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(12)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正方法，其特征為對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，對所述積分進(jìn)行濾波，用上述濾波后的積分形成相位分布，以及借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。在計(jì)算積分之后進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(13)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正裝置，它包括用于對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，用于由所述積分形成相位分布的相位分布形成單元，和用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的相位校正單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(14)源于解決上述問題的另一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正裝置，它包括用于對磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波的濾波單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，用于由上述積分形成相位分布的相位分布形成單元，和用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的相位校正單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之前，由濾波單元對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(15)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正裝置，它包括用于對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對上述微分進(jìn)行濾波的濾波單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述濾波后的微分的積分的積分計(jì)算單元，用于由上述積分形成相位分布的相位分布形成單元，和用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的相位校正單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之后由濾波單元對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(16)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種相位校正裝置，它包括用于對每一個(gè)像素計(jì)算磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，用于對上述積分進(jìn)行濾波的濾波單元，用于從上述濾波后的積分形成相位分布的相位分布形成單元，和用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的相位校正單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。在計(jì)算積分之后由濾波單元對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。
(17)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像裝置，它包括用于利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像的成像單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，用于由所述積分形成相位分布的相位分布形成單元，用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的校正單元，和用于利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像的圖像形成單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
(18)源于解決上述問題的另一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像裝置，它包括用于利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像的成像單元，用于對上述圖像進(jìn)行濾波的濾波單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，用于用上述積分形成相位分布的相位分布形成單元，用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的校正單元，和用于利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像的圖像形成單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之前，由濾波單元對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
(19)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像裝置，它包括用于利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像的成像單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對上述微分進(jìn)行濾波的濾波單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述濾波的微分的積分的積分計(jì)算單元，用于由上述積分形成相位分布的相位分布形成單元，用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的校正單元，和用于利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像的圖像形成單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之后由濾波單元對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
(20)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像裝置，它包括用于利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像的成像單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分的微分計(jì)算單元，用于對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分的積分計(jì)算單元，用于對上述積分進(jìn)行濾波的濾波單元，用于由上述濾波后的積分形成相位分布的相位分布形成單元，用于借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正的校正單元，和用于利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像的圖像形成單元。
在按照這一方面的本發(fā)明中，由微分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，由積分計(jì)算單元對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，由相位分布形成單元用所述積分形成相位圖。在計(jì)算積分之后由濾波單元對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。由相位校正單元利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
(21)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像方法，其特征為利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像，對每一個(gè)像素計(jì)算上述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，用上述積分形成相位分布，借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正，和利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對通過磁共振成像得到的每一個(gè)圖像的每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
(22)源于解決上述問題的另一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像方法，其特征為利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像，對上述圖像進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算上述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，用上述積分形成相位分布，借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正，和利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對通過磁共振成像得到的每一個(gè)圖像的每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之前，對圖像進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
(23)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像方法，其特征為利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像，對所形成的圖像的每一個(gè)像素計(jì)算像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對上述微分進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算上述濾波后的微分的積分，用上述積分形成相位分布，借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正，和利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對通過磁共振成像得到的每一個(gè)圖像的每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。在計(jì)算微分之后進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
(24)源于解決上述問題的又一個(gè)方面的本發(fā)明是一種磁共振成像方法，其特征為利用磁共振來形成每一個(gè)成像對象的圖像，對每一個(gè)像素計(jì)算上述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算上述微分的積分，對上述積分進(jìn)行濾波，用上述濾波后的積分形成相位分布，借助上述相位分布進(jìn)行圖像的相位校正，和利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
在按照這一方面的本發(fā)明中，對通過磁共振成像得到的每一個(gè)圖像的每一個(gè)像素計(jì)算相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分，用所述積分形成相位圖。在計(jì)算積分之后進(jìn)行濾波，以便得到不受噪聲影響的相位圖。這樣，得到其中自然地執(zhí)行解卷的相位圖。利用這一相位圖對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。圖像產(chǎn)生單元根據(jù)相位校正后的圖像數(shù)據(jù)分別對水和類脂物進(jìn)行成像。
如上面詳細(xì)描述的，按照本發(fā)明，可以獲得用于有效計(jì)算精確相位圖的相位分布測量方法和裝置、利用這樣計(jì)算得到的相位圖的相位校正方法和裝置、以及實(shí)行這種相位校正的磁共振成像裝置。
從對


的本發(fā)明最佳實(shí)施例的描述，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。
圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置的方框圖。
圖3示出由示于圖1或圖2中的裝置執(zhí)行的脈沖序列的例子。
圖4示出由示于圖1或圖2中的裝置執(zhí)行的脈沖序列的例子。
圖5是示于圖1或圖2的裝置中的數(shù)據(jù)處理單元的方框圖。
圖6描述了示于圖5的數(shù)據(jù)處理單元的功能。
圖7描述了示于圖5的數(shù)據(jù)處理單元的功能。
圖8描述了示于圖5的數(shù)據(jù)處理單元的功能。
圖9是示于圖1或圖2中的裝置的數(shù)據(jù)處理單元的方框圖。
圖10是示于圖1或圖2中的裝置的數(shù)據(jù)處理單元的方框圖。
圖11是示于圖1或圖2中的裝置的數(shù)據(jù)處理單元的方框圖。
圖12是示于圖1或圖2中的裝置的數(shù)據(jù)處理單元的方框圖。
圖13描述了示于圖12的數(shù)據(jù)處理單元的功能。
圖14描述了示于圖12的數(shù)據(jù)處理單元的功能。
圖15描述了示于圖12的數(shù)據(jù)處理單元的功能。
圖16是相位圖的概念圖。
圖17是相位圖的概念圖。
現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。
圖1示出磁共振成像裝置的方框圖。該裝置是本發(fā)明實(shí)施例的例子。通過所述裝置的結(jié)構(gòu)顯示與本發(fā)明的裝置有關(guān)的實(shí)施例的例子。通過所述裝置的操作顯示與本發(fā)明的方法有關(guān)的實(shí)施例的例子。
如圖1所示，所述裝置包括磁系統(tǒng)100。磁系統(tǒng)100包括磁場線圈單元102、梯度線圈單元106、和RF(射頻)線圈單元108。這些線圈單元的每一個(gè)具有基本上圓筒的形狀，它們彼此同軸布置。成像對象300放置在托架500上，并由傳送系統(tǒng)(未示出)移入和移出磁系統(tǒng)100內(nèi)的空間。
主磁場線圈單元102在磁系統(tǒng)100的內(nèi)部空間內(nèi)形成恒定磁場。恒定磁場的方向基本上平行于成像對象300的軸，即形成所謂的水平磁場。主磁場線圈單元102由例如超導(dǎo)線圈構(gòu)成。
但是，顯然，它不限于超導(dǎo)線圈，還可由永久性導(dǎo)電線圈或類似物構(gòu)成。
為提供恒定磁場強(qiáng)度梯度，梯度線圈單元106產(chǎn)生梯度磁場。產(chǎn)生的梯度磁場有三種類型，即時(shí)間片梯度磁場(slice gradientmagnetic field)、讀出梯度磁場(read-out gradient magnetic field)、和相位編碼梯度磁場(phase encode gradient magnetic field)，梯度線圈單元106包括對應(yīng)于這三種類型的梯度磁場的三個(gè)梯度線圈系統(tǒng)(未示出)。
為了在處于恒定磁場空間內(nèi)的成像對象300內(nèi)激勵(lì)自旋(spin)，RF線圈單元108形成高頻磁場。此后，將形成高頻磁場稱作為發(fā)送RF激勵(lì)信號(hào)。RF線圈單元108還接收電磁波，即磁共振信號(hào)，它由激勵(lì)的自旋產(chǎn)生。RF線圈單元108包括發(fā)送線圈(未示出)和接收線圈(未示出)。同一線圈可用作發(fā)送和接收線圈，或者發(fā)送線圈和接收線圈可用專用線圈。
梯度驅(qū)動(dòng)單元130連接到梯度線圈單元106。梯度驅(qū)動(dòng)單元130向梯度線圈單元106提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便產(chǎn)生梯度磁場。梯度驅(qū)動(dòng)單元130包括對應(yīng)于梯度線圈單元106中三個(gè)梯度線圈的三個(gè)驅(qū)動(dòng)電路(未示出)。
RF驅(qū)動(dòng)單元140連接到RF線圈單元108。RF驅(qū)動(dòng)單元140向RF線圈單元108提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送RF激勵(lì)信號(hào)并激勵(lì)成像對象300內(nèi)的自旋。
數(shù)據(jù)采集單元150連接到RF線圈單元108。數(shù)據(jù)采集單元150采集由RF線圈單元108接收的信號(hào)，并將它作為數(shù)字信號(hào)收集。
控制單元160連接到梯度驅(qū)動(dòng)單元130、RF驅(qū)動(dòng)單元140和數(shù)據(jù)采集單元150。
控制單元160分別控制梯度驅(qū)動(dòng)單元130或數(shù)據(jù)采集單元150。
數(shù)據(jù)采集單元150的輸出側(cè)連接到數(shù)據(jù)處理單元170。數(shù)據(jù)處理單元170將從數(shù)據(jù)采集單元150采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中。在存儲(chǔ)器中形成數(shù)據(jù)空間。數(shù)據(jù)空間包括二維付立葉空間。數(shù)據(jù)處理單元170變換二維付立葉空間中數(shù)據(jù)，以便重構(gòu)成像對象300的圖像。
數(shù)據(jù)處理單元170連接到控制單元160。數(shù)據(jù)處理單元170處在控制單元160上游并控制控制單元160。顯示單元180和操作單元190連接到數(shù)據(jù)處理單元170。顯示單元180顯示重構(gòu)的圖像和從數(shù)據(jù)處理單元170輸出的各種信息。操作單元190由工作人員操作并將各種命令、信息等輸入到數(shù)據(jù)處理單元170。
圖2示出磁共振成像裝置的方框圖。該裝置是本發(fā)明實(shí)施例的例子。所述裝置的結(jié)構(gòu)顯示與本發(fā)明的裝置有關(guān)的實(shí)施例的例子。所述裝置的操作顯示與本發(fā)明的方法有關(guān)的實(shí)施例的例子。
示于圖2的裝置包括不同于圖1中裝置的磁系統(tǒng)100’。除了磁系統(tǒng)100’外，它具有與示于圖1的裝置相同的結(jié)構(gòu)。相同的部件標(biāo)以相同的符號(hào)，而對其的解釋從略。
磁系統(tǒng)100’包括主磁場磁單元102’、梯度線圈單元106’、和RF線圈單元108’。這些主磁場磁單元102’和線圈單元的每一個(gè)都包括彼此隔開一條縫隙而面對著的對偶。它們還具有基本上盤狀的形狀，并同軸地配置。成像對象300放置在托架500上，并由傳送系統(tǒng)(未示出)移入和移出磁系統(tǒng)100’的內(nèi)部空間。
主磁場磁單元102’在磁系統(tǒng)100’的內(nèi)部空間內(nèi)形成恒定磁場。恒定磁場的方向基本上垂直于成像對象300的軸，即形成所謂的正交磁場。主磁場磁單元102’例如由永久磁體等構(gòu)成，但自然不限于永久磁體，還可由超導(dǎo)電磁體或永久導(dǎo)電電磁體構(gòu)成。
為提供恒定磁場強(qiáng)度的梯度，梯度線圈單元106’產(chǎn)生梯度磁場。產(chǎn)生的梯度磁場有三種類型，并且梯度線圈單元106’包括對應(yīng)于這三種類型梯度磁場的三種梯度線圈系統(tǒng)(未示出)。
為了在恒定磁場空間中的成像對象300內(nèi)激勵(lì)自旋，RF線圈單元108’發(fā)送RF激勵(lì)信號(hào)。RF線圈單元108’還接收由激勵(lì)的自旋產(chǎn)生的磁共振信號(hào)。RF線圈單元108’包括發(fā)送線圈(未示出)和接收線圈(未示出)。同一線圈可用作發(fā)送和接收線圈，或者發(fā)送線圈和接收線圈可用專用線圈。
圖3示出用于磁共振成像的脈沖序列的例子。這一脈沖序列是自旋回波(SESpin Echo)方法的脈沖序列。
具體地說，(1)是用于SE方法中RF激勵(lì)的90度脈沖和180度脈沖序列，同樣地，(2)、(3)、(4)和(5)分別是時(shí)間片梯度Gs、讀出梯度Gr、相位編碼梯度Gp和自旋回波MR序列。90度脈沖和180度脈沖分別由中心信號(hào)表示。脈沖序列沿著時(shí)間軸t從左向右前進(jìn)。
從該圖可以看出，由于90度脈沖而產(chǎn)生90度自旋激勵(lì)。在這一時(shí)刻，施加時(shí)間片梯度Gs，并出現(xiàn)預(yù)定片的選擇性激勵(lì)。在從90度激勵(lì)開始的預(yù)定的時(shí)間后，由于180度脈沖而產(chǎn)生180度激勵(lì)、即自旋反轉(zhuǎn)。在這里還施加時(shí)間片梯度Gs，并出現(xiàn)相同時(shí)間片的選擇性反轉(zhuǎn)。
在90度激勵(lì)和自旋反轉(zhuǎn)之間的時(shí)間間隔期間，施加讀出梯度Gr和相位編碼梯度Gp。由于讀出梯度Gr而產(chǎn)生移相。由于相位編碼梯度Gp而產(chǎn)生相位編碼。
在自旋反轉(zhuǎn)后，自旋被讀出梯度Gr再定相，并產(chǎn)生自旋回波MR。數(shù)據(jù)采集單元150收集自旋回波MR作為可視數(shù)據(jù)。在周期TR(重復(fù)時(shí)間)，脈沖序列重復(fù)64到512次。在每次個(gè)重復(fù)中，相位編碼梯度Gp改變，于是每次進(jìn)行不同的相位編碼。這樣，得到64到512種可視數(shù)據(jù)。
自旋回波MR是RF信號(hào)，它具有相對于回波中心對稱的波形。在從90度激勵(lì)開始的TE(回波時(shí)間)后產(chǎn)生中心回波。通過適當(dāng)?shù)剡x擇TE，可使得水回波和類脂物回波的相位差為π/2。當(dāng)恒定磁場強(qiáng)度為0.2T時(shí)，使得相位差為π/2的TE大約為2τ-8.6ms或2τ-8.6ms。τ是從90度激勵(lì)到180度激勵(lì)的時(shí)間間隔。從該數(shù)量級的TE得到的自旋回波具有足夠的信號(hào)強(qiáng)度。
用于磁共振成像的脈沖序列的另一個(gè)例子示于圖4。這一脈沖序列是梯度回波(GREGredient Echo)方法的脈沖序列。
具體地說，(1)是用于GRE方法中RF激勵(lì)的α度脈沖序列，同樣地，(2)、(3)、(4)和(5)分別是時(shí)間片梯度Gs、讀出梯度Gr、相位編碼梯度Gp和自旋回波MR序列。α度脈沖由中心信號(hào)表示。脈沖序列沿著時(shí)間軸t從左向右前進(jìn)。
如該圖所示，由于α度脈沖而產(chǎn)生α度自旋激勵(lì)，α為90度或更小。在這一時(shí)刻，施加時(shí)間片梯度Gs，于是出現(xiàn)預(yù)定時(shí)間片的選擇性激勵(lì)。
在α度激勵(lì)后，相位編碼梯度Gp進(jìn)行自旋的相位編碼。接著，讀出梯度Gr首先對自旋移相，于是自旋被再定相，并且產(chǎn)生梯度回波MR。數(shù)據(jù)采集單元150收集梯度回波MR作為可視數(shù)據(jù)。在周期TR，這一脈沖序列重復(fù)64到512次。在每一次重復(fù)中，相位編碼梯度Gp改變，于是每一次進(jìn)行不同的相位編碼。這樣，得到64到512種可視數(shù)據(jù)。
梯度回波MR是RF信號(hào)，它具有相對于回波中心對稱的波形。在從α度激勵(lì)開始的TE(回波時(shí)間)后產(chǎn)生中心回波。通過適當(dāng)?shù)剡x擇TE，可使得水回波和類脂物回波的相位差為π/2。當(dāng)恒定磁場強(qiáng)度為0.2T時(shí)，使得相位差為π/2的TE大約為8.6ms。從該數(shù)量級的TE得到的梯度回波具有足夠的信號(hào)強(qiáng)度。
數(shù)據(jù)處理單元170的存儲(chǔ)器收集由圖3或圖4的脈沖序列收集的可視數(shù)據(jù)。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)明白脈沖序列不限于SE方法或GRE方法，還可包括諸如快速自旋回波(FSEFastSpin Echo)方法或回波平面成像(EPIEcho Planar Imaging)方法。
數(shù)據(jù)處理單元170對可視數(shù)據(jù)應(yīng)用二維付立葉逆變換，以便重構(gòu)成像對象300的層析X射線照片。重構(gòu)的圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
至此，所述裝置的結(jié)構(gòu)和功能是按照本發(fā)明的成像裝置的實(shí)施例的例子。
按照重構(gòu)的圖像，數(shù)據(jù)處理單元170分別產(chǎn)生水部分的圖像和類脂物部分的圖像。此后，將水部分的圖像稱作為水圖像，而類脂物部分的圖像稱作為類脂物圖像。
在產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像的過程中，數(shù)據(jù)處理單元170計(jì)算對應(yīng)于恒定磁場的強(qiáng)度分布的相位分布、即相位圖。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)明白相位圖不僅用于水和類脂物的分離，而且還用于通常成像中的相位校正。
數(shù)據(jù)處理單元170是本發(fā)明的相位分布測量裝置的實(shí)施例的例子。數(shù)據(jù)處理單元170的結(jié)構(gòu)顯示與本發(fā)明的裝置有關(guān)的實(shí)施例的例子。數(shù)據(jù)處理單元170的操作顯示與本發(fā)明的方法有關(guān)的實(shí)施例的例子。
數(shù)據(jù)處理單元170利用相位圖進(jìn)行去除磁場非均勻性影響的相位校正。數(shù)據(jù)處理單元170的結(jié)構(gòu)顯示與本發(fā)明的裝置有關(guān)的實(shí)施例的例子。數(shù)據(jù)處理單元170的操作顯示與本發(fā)明的方法有關(guān)的實(shí)施例的例子。數(shù)據(jù)處理單元170還是按照本發(fā)明的相位校正裝置的圖5是從分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像的觀點(diǎn)來看的數(shù)據(jù)處理單元170的方框圖。例如，可以通過計(jì)算機(jī)程序等來實(shí)現(xiàn)該圖中每一個(gè)方塊的功能。下文中這一點(diǎn)是相同的。
就象可從該圖看到的那樣，數(shù)據(jù)處理單元170包括相位微分計(jì)算單元702。相位微分計(jì)算單元702是按照本發(fā)明的微分計(jì)算單元的實(shí)施例的例子。將重構(gòu)的圖像從前級的圖像重構(gòu)單元700輸入到相位微分計(jì)算單元702。例如，重構(gòu)的圖像可以是通過將標(biāo)準(zhǔn)幻像成像而得到的圖像。標(biāo)準(zhǔn)幻像僅僅包含水部分。
重構(gòu)圖像的像素?cái)?shù)據(jù)由復(fù)數(shù)給出。具體地說，像素?cái)?shù)據(jù)包含實(shí)數(shù)分量和虛數(shù)分量。此后，實(shí)數(shù)分量和虛數(shù)分量將分別稱為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分。
例如，輸入圖像的相位圖的一維分布可以像圖6所示的那樣。此后，這被簡稱為相位圖。象圖17(a)中所示的圖的情況下，在相位圖中，相位的高階分量(實(shí)線)疊加在相位的一階分量(虛線)上，并且所述相位圖具有卷回。由于相位的高階分量，在卷回點(diǎn)A的像素之間的相位差小于2π。
相位微分計(jì)算單元702計(jì)算輸入圖像的每一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分。相位微分計(jì)算如下。對于輸入圖像的像素p1、p2、…、Pk…PN，分別計(jì)算q1、q2、…、qk…qN。qk由下面的方程給出。
qk=Pk*×pk-1(1)其中Pk*是pk的復(fù)共軛。
由方程(1)給出的qk的相位被作為在像素位置k的相位的微分。
這樣，得到圖7所示的相位微分圖。如該圖所示，在相位微分圖中，相位的高階分量(實(shí)線)疊加到與相位的一階分量的微分對應(yīng)的常數(shù)C上(虛線)。而且在qk的相位由于卷回而為2π+α的那點(diǎn)，qk的相位項(xiàng)為exp(j(2π10α))=exp(j2π)×exp(jα)=1×exp(jα)(2)這和不存在卷回時(shí)的相同。
積分計(jì)算單元704對這些相位微分進(jìn)行積分。以原點(diǎn)作為開始點(diǎn)進(jìn)行積分。由相位圖形成單元706利用積分計(jì)算單元704輸出的數(shù)據(jù)來形成相位圖。積分計(jì)算單元704是按照本發(fā)明的積分計(jì)算單元的實(shí)施例的例子。相位圖形成單元706是按照本發(fā)明的相位分布計(jì)算單元的實(shí)施例的例子。
這樣，例如得到圖8所示的相位圖。在該相位微分圖中，相位的高階分量(實(shí)線)疊加在與常數(shù)C的積分相對應(yīng)的相位的一階分量(虛線)上。作為與常數(shù)C的積分相對應(yīng)的一階分量，相位圖沒有卷回，得到其中自然執(zhí)行解卷的相位圖。換句話說，不管在卷回將出現(xiàn)的點(diǎn)上相位差是否2π，都執(zhí)行穩(wěn)定的解卷。
相位圖存儲(chǔ)器708存儲(chǔ)相位圖。在相位校正單元722中，由相位圖存儲(chǔ)器708存儲(chǔ)的相位圖被用于重構(gòu)圖像的相位校正。相位校正單元722從圖像重構(gòu)單元700輸入將被相位校正的重構(gòu)圖像，并通過該相位圖中對應(yīng)像素的相位對像素?cái)?shù)據(jù)的相位進(jìn)行校正。
將已相位校正的復(fù)圖像輸入到水/類脂物分離單元724。水/類脂物分離單元是按照本發(fā)明的圖像形成單元的實(shí)施例的例子。水/類脂物分離單元利用相位校正后的復(fù)圖像的實(shí)部產(chǎn)生水圖像并利用相位校正后的復(fù)圖像的虛部產(chǎn)生類脂物圖像。
這樣，得到精確的水圖像和類脂物圖像。產(chǎn)生的水圖像存儲(chǔ)在水圖像存儲(chǔ)器726中，類脂物圖像存儲(chǔ)在類脂物圖像存儲(chǔ)器728中。
在相位圖形成步驟中，需要進(jìn)行濾波，以便去除噪聲的影響。利用低通濾波器來進(jìn)行濾波。
如圖9所示，例如通過濾波單元710，對相位微分計(jì)算單元702的輸入圖像進(jìn)行濾波。濾波單元710是按照本發(fā)明的濾波單元的實(shí)施例的例子。通過減小輸入圖像的噪聲來減小相位的高階分量。因此，經(jīng)由微分計(jì)算單元702和積分計(jì)算單元704得到的相位圖不受噪聲影響。
如圖10所示，例如也可以對相位微分計(jì)算單元702的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。濾波單元712是按照本發(fā)明的濾波單元的實(shí)施例的例子。濾波單元712對上述的qk進(jìn)行濾波。然后將濾波后的值fqk相位作為相位微分輸入到積分計(jì)算單元704。通過這樣減小相位微分的噪聲，經(jīng)由積分計(jì)算單元704得到的相位圖不受噪聲影響。
如圖11所示，例如也可以對積分計(jì)算單元704的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。濾波單元714是按照本發(fā)明的濾波單元的實(shí)施例的例子。濾波單元714對具有由積分計(jì)算單元704的輸出數(shù)據(jù)給出的相位的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，并通過分別計(jì)算濾波后的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的相位來進(jìn)行濾波。這樣，相位圖不受噪聲影響。
當(dāng)從成像對象300得到的圖像用作原始圖像來計(jì)算相位圖時(shí)，由于上述的脈沖序列，水圖像和類脂物圖像具有π/2的相位差，因此在對應(yīng)于類脂物圖像的點(diǎn)，由于恒定磁場的非均勻性，所述相位圖具有添加了π/2的相位。
如果用這樣的相位圖來進(jìn)行相位校正，即使水圖像和類脂物圖像的相位差被校正，也不再可能得到分離的水和類脂物的圖像。因此，在尋找從成像對象300得到的圖像的相位圖時(shí)，進(jìn)行后面的處理。
從計(jì)算圖像的相位圖的觀點(diǎn)，圖12示出數(shù)據(jù)處理單元170的方框圖，所述圖像中水圖像和類脂物圖像具有π/2的相位差。如該圖所示，數(shù)據(jù)處理單元170包括能量(power)圖像形成單元902和相位分布計(jì)算單元904。
將重構(gòu)的圖像輸入到能量(power)圖像形成單元902和相位分布計(jì)算單元904。
能量(power)圖像形成單元902對每一個(gè)像素計(jì)算復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的功率，并形成其中這一功率是像素值的圖像、即能量(power)圖像。相位分布計(jì)算單元904計(jì)算重構(gòu)圖像的相位分布。
圖13(a)示出相位分布的示意圖。該圖是當(dāng)層析X射線照片包含類脂物圖像和包圍它的水圖像時(shí)的一維相位分布圖。
在一維相位分布圖(此后簡單地稱為相位分布)中，如果恒定磁場是均勻的，則當(dāng)水圖像的相位是0時(shí)，所述一維相位分布圖應(yīng)當(dāng)具有該圖點(diǎn)劃線示出的圖案，可是如果恒定磁場例如具有例如直線斜率的非均勻性，則得到由實(shí)線示出的相位分布。
將相位分布輸入到相位四倍器906。相位四倍器906將相位分布中的每一個(gè)相位乘以4。因而得到由圖13(b)表示的相位分布。如所示的。
應(yīng)當(dāng)指出在相位分布中出現(xiàn)卷回。另外，在水和類脂物的邊界出現(xiàn)相位的不連續(xù)或急劇變化。
將這種相位分布輸入到復(fù)圖像形成單元908。還將能量(power)圖像形成單元902的能量(power)圖像輸入到復(fù)圖像形成單元908。復(fù)圖像形成單元908根據(jù)相位分布和能量(power)圖像來形成復(fù)圖像。
以能量(power)圖像數(shù)據(jù)的余弦的形式計(jì)算復(fù)圖像的實(shí)數(shù)部分。以能量(power)圖像數(shù)據(jù)的正弦的形式計(jì)算復(fù)圖像的虛數(shù)部分。用于計(jì)算余弦和正弦的角是相位角。
將復(fù)圖像經(jīng)由低通濾波器910輸入到相位分布計(jì)算單元912。相位分布計(jì)算單元912用經(jīng)低通濾波的復(fù)圖像來形成相位分布。由于低通濾波，在相位分布中，消除了示于圖14(a)的相位不連續(xù)和急劇變化，例如象圖14(b)所示的那樣。
將這一相位分布輸入到相位解卷單元914。相位解卷單元914對具有圖15(a)示出的卷回的相位進(jìn)行解卷，使得它象圖15(b)所示的那樣被解卷。
將解卷后的相位分布輸入到1/4相位乘法器916。1/4相位乘法器916將輸入的相位乘以1/4。結(jié)果，得到示于圖15(c)的相位分布。這一相位分布對應(yīng)于當(dāng)成像對象300只是水時(shí)的相位分布。因此，這一相位分布表示恒定磁場強(qiáng)度分布、即恒定磁場的非均勻性。
在圖5、圖9、圖10、和圖11中，通過用相位圖形成單元706取代在數(shù)據(jù)處理單元170的相位四倍器906后執(zhí)行這一功能的結(jié)構(gòu)，可以得到不受類脂物影響的相位圖。
可以構(gòu)成本發(fā)明的許多范圍廣泛的不同的實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。應(yīng)當(dāng)知道本發(fā)明不限于本說明書中描述的特定實(shí)施例，除非在附加的權(quán)利要求中定義。
權(quán)利要求
1．一種相位分布測量方法，它包括如下步驟對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，以及用所述積分形成相位分布。
2．一種相位分布測量方法，它包括如下步驟對通過磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，和用所述積分形成相位分布。
3．一種相位分布測量方法，它包括如下步驟對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對所述微分進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的微分的積分，和用所述積分形成相位分布。
4．一種相位分布測量方法，它包括如下步驟對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，對所述積分進(jìn)行濾波，和用所述濾波后的積分形成相位分布。
5．一種相位分布測量裝置，它包括微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，和相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布。
6．一種相位分布測量裝置，它包括濾波單元，它對通過磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波，微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，和相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布。
7．一種相位分布測量裝置，它包括微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，濾波單元，它對所述微分進(jìn)行濾波，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的微分的積分，和相位分布形成單元，它從所述積分形成相位分布。
8．一種相位分布測量裝置，它包括微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，濾波單元，它對所述積分進(jìn)行濾波，和相位分布形成單元，它用所述濾波后的積分形成相位分布。
9．一種相位校正方法，它包括如下步驟對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，從所述積分形成相位分布，和借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
10．一種相位校正方法，它包括如下步驟對通過磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，用所述積分形成相位分布，和借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
11．一種相位校正方法，它包括如下步驟對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對所述微分進(jìn)行濾波，對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的微分的積分，用所述積分形成相位分布，和借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
12．一種相位校正方法，它包括如下步驟對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，對所述積分進(jìn)行濾波，用所述濾波后的積分形成相位分布，和借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
13．一種相位校正裝置，它包括微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布，和相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
14．一種相位校正裝置，它包括濾波單元，它對通過磁共振成像得到的圖像進(jìn)行濾波，微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布，和相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
15．一種相位校正裝置，它包括微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，濾波單元，它對所述微分進(jìn)行濾波，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的微分的積分，相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布，和相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
16．一種相位校正裝置，它包括微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算通過磁共振成像得到的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，濾波單元，它對所述積分進(jìn)行濾波，相位分布形成單元，它用所述濾波后的積分形成相位分布，和相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正。
17．一種磁共振成像裝置，它包括成像單元，它利用磁共振形成每一個(gè)成像對象的圖像，微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布，相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正，和圖像形成單元，它利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差來分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
18．一種磁共振成像裝置，它包括成像單元，它利用磁共振形成每一個(gè)成像對象的圖像，濾波單元，它對所述圖像進(jìn)行濾波，微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布，相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正，和圖像形成單元，它利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差來分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
19．一種磁共振成像裝置，它包括成像單元，它利用磁共振形成每一個(gè)成像對象的圖像，微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，濾波單元，它對所述微分進(jìn)行濾波，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述濾波后的微分的積分，相位分布形成單元，它用所述積分形成相位分布，相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正，和圖像形成單元，它利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差來分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
20．磁共振成像裝置，它包括成像單元，它利用磁共振形成每一個(gè)成像對象的圖像，微分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分，積分計(jì)算單元，它對每一個(gè)像素計(jì)算所述微分的積分，濾波單元，它對所述積分進(jìn)行濾波，相位分布形成單元，它用所述濾波后的積分形成相位分布，相位校正單元，它借助所述相位分布進(jìn)行所述圖像的相位校正，和圖像形成單元，它利用相位校正后的圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位差來分別產(chǎn)生水圖像和類脂物圖像。
全文摘要
為了有效地計(jì)算精確的相位圖,對每一個(gè)像素計(jì)算圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的相位微分,對每一個(gè)像素計(jì)算對應(yīng)的積分,并利用這一積分形成相位圖。利用相位圖進(jìn)行圖像的相位校正,并用相位校正后的圖像形成分開的水/類脂物圖像。
文檔編號(hào)A61B5/055GK1299061SQ00131878
公開日2001年6月13日 申請日期2000年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月22日
發(fā)明者三好光晴, 押尾晃一 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司