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相位差圖的確定的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明描述了一種用于借助成像磁共振測(cè)量來(lái)確定檢查對(duì)象的定義區(qū)域的相位差圖以產(chǎn)生兩種互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)的方法。首先在兩個(gè)不同的任意回波時(shí)間采集定義區(qū)域的第一和第二磁共振回波原始數(shù)據(jù)，然后基于其重建定義區(qū)域的第一和第二圖像數(shù)據(jù)。最后基于第一和第二圖像數(shù)據(jù)，對(duì)于定義區(qū)域的圖像點(diǎn)，在使用兩種化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)中的至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的信號(hào)模型的條件下確定候選相位差值并且由此建立相位差圖。此外描述了一種用于確定不同化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)的方法、一種用于產(chǎn)生相位差圖和必要時(shí)用于產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置以及具有這樣的圖像處理裝置的磁共振設(shè)備。
【專(zhuān)利說(shuō)明】相位差圖的確定
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助成像磁共振測(cè)量確定檢查對(duì)象的定義區(qū)域的相位差圖的方法，其中從這些相位差圖中于是稍后能夠產(chǎn)生定義區(qū)域的相位校正，用于產(chǎn)生至少兩種互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)、例如脂肪和水的圖像數(shù)據(jù)。此外本發(fā)明涉及一種用于確定相位差圖和必要時(shí)用于產(chǎn)生檢查對(duì)象的定義區(qū)域的兩個(gè)互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置以及具有這樣的圖像處理裝置的磁共振設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]為了從檢查對(duì)象的身體內(nèi)部獲得基于磁共振的照片，即利用磁共振斷層成像設(shè)備產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，必須首先將身體或待檢查的身體部位暴露于通常稱(chēng)為Btl場(chǎng)的、盡可能均勻的靜態(tài)基本磁場(chǎng)。由此將身體中的核自旋平行于Btl場(chǎng)的方向(通常也稱(chēng)為z方向)對(duì)齊。此外利用合適的高頻天線將高頻脈沖(HF脈沖)入射到檢查對(duì)象中，其頻率位于當(dāng)前磁場(chǎng)中的待激勵(lì)的核的共振頻率、即所謂的拉莫爾頻率的范圍內(nèi)。借助該高頻脈沖這樣激勵(lì)檢查對(duì)象中待激勵(lì)的核(通常是氫核)的自旋，使得其以所謂的“激勵(lì)翻轉(zhuǎn)角”從其平行于基本磁場(chǎng)BO的平衡位置偏轉(zhuǎn)。核自旋然后首先圍繞z方向進(jìn)動(dòng)并且又逐漸弛豫，其中所述弛豫取決于受激勵(lì)的核所處于的分子環(huán)境。在弛豫的情況下產(chǎn)生的磁共振信號(hào)作為所謂的原始數(shù)據(jù)借助高頻接收天線記錄并且基于采集的原始數(shù)據(jù)最后重建磁共振圖像?？臻g編碼借助快速轉(zhuǎn)換的梯度磁場(chǎng)進(jìn)行，所述梯度磁場(chǎng)在磁共振高頻脈沖的發(fā)送期間和/或原始數(shù)據(jù)的采集期間與基本磁場(chǎng)疊加。
[0003]在原始數(shù)據(jù)的采集中一般公知的基本問(wèn)題在于，在身體組織中的激勵(lì)的核在磁場(chǎng)中不具有統(tǒng)一的共振頻率，而是按照其化學(xué)環(huán)境對(duì)于不同的組織類(lèi)型或物質(zhì)種類(lèi)可以是不同的。這通常稱(chēng)為化學(xué)位移。在此物質(zhì)種類(lèi)(或簡(jiǎn)稱(chēng)物質(zhì))在本發(fā)明的范圍內(nèi)在以下理解為具有特定的磁共振特性的任何種類(lèi)的原子核或分子核或者任何類(lèi)型的預(yù)先定義的化學(xué)物質(zhì)。不同的物質(zhì)種類(lèi)的典型例子是物質(zhì)種類(lèi)脂肪和水。在此物質(zhì)種類(lèi)完全可以包含多個(gè)成分，所述成分具有(稍微)不同的共振頻率，例如當(dāng)可以如下面還要詳細(xì)解釋的那樣通過(guò)具有在共振頻率方面的多個(gè)峰的化學(xué)譜模型描述物質(zhì)種類(lèi)時(shí)。不同的物質(zhì)種類(lèi)由此也理解為復(fù)雜的化學(xué)化合物或混合物，其不同的成分可能具有不同的共振頻率，但是綜合為一個(gè)特征性的譜。在磁共振成像中特別相關(guān)的是脂肪組織相對(duì)于通常激勵(lì)的水的化學(xué)位移，因?yàn)橹驹谠S多身體區(qū)域中以極大的量呈現(xiàn)。在脂肪組織和水之間的化學(xué)位移為大約3.4ppm。
[0004]目前有不同的方法用于建立對(duì)于不同的物質(zhì)種類(lèi)的分離的磁共振圖像，例如用于產(chǎn)生分離的水圖像和脂肪圖像。為此的典型方法是所謂的兩點(diǎn)迪克松方法。為此利用合適的磁共振序列借助兩個(gè)不同的回波記錄原始數(shù)據(jù)，例如兩個(gè)不同的梯度回波或自旋回波，其中這些回波在其回波時(shí)間方面不同，從而在一個(gè)回波情況下水的相位與脂肪的相位一致，而在第二回波期間水的相位與脂肪的相位相反地對(duì)齊。這通過(guò)精確地事先相應(yīng)確定回波時(shí)間并且相應(yīng)地構(gòu)造磁共振序列是可能的。在信號(hào)處理和用于從原始數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)的通常的傅里葉變換之后從中獲得兩個(gè)不同種類(lèi)的磁共振圖像數(shù)據(jù)，即，一個(gè)是具有一致相位的圖像數(shù)據(jù)，即所謂的同相圖像，并且另一個(gè)是具有相反設(shè)置的相位的圖像數(shù)據(jù)，即所謂的反相圖像。在這兩種圖像中的信號(hào)值可以在忽略組織弛豫的情況下在此如下來(lái)描述:
[0005]
[0007]在這些等式中在給定的圖像點(diǎn)中水分量和脂肪分量通過(guò)W(V)及F (V)表示。S0(V)和31(0是在各個(gè)圖像點(diǎn)處的同相圖像中和反相圖像中的強(qiáng)度值。圖像點(diǎn)在此以及在以下在二維圖像數(shù)據(jù)的情況下理解為像素并且在三維圖像數(shù)據(jù)的情況下理解為體素。ν在此代表圖像點(diǎn)的坐標(biāo)(即，當(dāng)X，y和Z分別是沿著X軸、y軸和Z軸的坐標(biāo)時(shí),v=(x, y, z))。按照它們來(lái)給出位置坐標(biāo)的單位例如可以簡(jiǎn)單地通過(guò)在各個(gè)方向上圖像點(diǎn)的數(shù)量來(lái)定義。值Φ0給出了圖像中的相位，所述相位根據(jù)場(chǎng)不均勻性和根據(jù)可能在信號(hào)和接收鏈中出現(xiàn)的靜態(tài)的相位誤差得到。相位旋轉(zhuǎn)或相位Φ表示主要由于場(chǎng)不均勻性導(dǎo)致的、在同相和反相回波之間得到的另一個(gè)相位誤差。目前存在不同算法，用于從同相圖像和反相圖像中在使用等式(I)和(2)的條件下產(chǎn)生水圖像W和脂肪圖像F。由于可能的場(chǎng)不均勻性、梯度延遲、渦流等，對(duì)于兩點(diǎn)迪克松方法來(lái)說(shuō)非常重要的是，對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)確定在兩個(gè)回波時(shí)間之間的全局相位旋轉(zhuǎn)Φ并且然后在重建中考慮其。通常此外假定，相位旋轉(zhuǎn)的變化在空間上是弱的，即，在相鄰的圖像點(diǎn)之間的變化例如小于180°。
[0008]該兩點(diǎn)迪克松方法的一個(gè)大的缺陷是限制于完全精確定義的回波時(shí)間。這一點(diǎn)極大降低了在開(kāi)發(fā)合適的磁共振序列時(shí)的自由度。于是不再可能將回波時(shí)間匹配到另外的條件，以便例如開(kāi)發(fā)特別快速的磁共振序列，用于實(shí)現(xiàn)最佳的信噪比。
`[0009]在HolgerEggers等人的文章“Dual-Echo Dixon Imaging with Flexible Choiceof Echo Times，，，Magnetic Resonance in Medicine65, 96 至 107 頁(yè)，2011 中描述了一種方法，在該方法中可以更靈活地旋轉(zhuǎn)回波時(shí)間。但是在此一如既往地從脂肪的相對(duì)簡(jiǎn)單的模型出發(fā)，其中假定，脂肪精確地具有共振頻率線。但是事實(shí)上是，脂肪以及其他物質(zhì)種類(lèi)具有多個(gè)彼此緊挨的共振頻率，即，實(shí)際上必須通過(guò)多峰譜模型描述。在EP2431760A1中由此Eggers描述一種方法，在該方法中，可以對(duì)于脂肪使用這樣的多峰譜模型，但是由此總的數(shù)學(xué)上的描述與公知的經(jīng)典方法相比復(fù)雜得多。為了最終獲得水圖像或脂肪圖像，由此在EP2431760A1中建議，首先識(shí)別所有這樣的體素，對(duì)于這些體素存在唯一的數(shù)學(xué)解，并且然后求解其他體素的不唯一性。在此于是援用直接相鄰的、所識(shí)別的具有唯一解的體素。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在圖像中需要相當(dāng)大數(shù)量的體素，其中存在這樣的數(shù)學(xué)上唯一的解。為此示出，可能的是，通過(guò)合適選擇回波時(shí)間來(lái)影響具有唯一解的體素的數(shù)量。在此缺陷是，雖然與經(jīng)典方法中不同地并未精確確定回波時(shí)間，但是盡管如此還是關(guān)于回波時(shí)間的選擇來(lái)說(shuō)存在不小的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，實(shí)現(xiàn)一種方法和合適的圖像處理裝置，用于對(duì)于兩種互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)的(立即或后來(lái))產(chǎn)生而確定相位差圖，其在盡可能高的精度的情況下仍然還允許選擇在另一個(gè)區(qū)域中的回波時(shí)間，優(yōu)選幾乎任意可選的回波時(shí)間。
[0011]用于確定相位差圖的按照本發(fā)明的方法具有以下方法步驟:
[0012]首先采集期望的定義區(qū)域的第一和第二磁共振回波原始數(shù)據(jù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“回波數(shù)據(jù)”)，其是在兩個(gè)不同的任意回波時(shí)間被記錄的?；夭〝?shù)據(jù)的采集在此可以直接理解為利用磁共振設(shè)備采集回波數(shù)據(jù)。但是原則上這些回波數(shù)據(jù)也可以事先就已經(jīng)被采集并且現(xiàn)在例如由圖像處理裝置通過(guò)合適的接口接收。
[0013]然后以通常方式從回波數(shù)據(jù)中重建第一和第二圖像數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)類(lèi)似于開(kāi)頭提到的同相和反相圖像，但是其中現(xiàn)在因?yàn)榛夭〞r(shí)間是可以自由選擇的、所以兩個(gè)物質(zhì)種類(lèi)的信號(hào)不是強(qiáng)制地在一種圖像數(shù)據(jù)中同相而在另外的圖像數(shù)據(jù)中具有相反設(shè)置的相位，而是存在不同相位就足夠。
[0014]此外在方法的范圍內(nèi)基于第一和第二圖像數(shù)據(jù)對(duì)于定義區(qū)域的圖像點(diǎn)在使用兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)中的至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的譜信號(hào)模型的條件下確定候選相位差值。按照本發(fā)明該信號(hào)模型包含至少一個(gè)可設(shè)定的回波時(shí)間參數(shù)，即，在信號(hào)模型中參數(shù)可以作為表單變量(Formvar i ab I e )在方法的開(kāi)始被輸入或通過(guò)接口被接收，其中回波時(shí)間參數(shù)代表了在其中采集回波數(shù)據(jù)的回波時(shí)間。
[0015]候選相位差值在此是對(duì)于在各自的圖像點(diǎn)處應(yīng)當(dāng)存在的相位差的可能解。在此盡可能對(duì)于定義區(qū)域的所有圖像點(diǎn)產(chǎn)生候選相位差值。原則上也就是在確定的圖像點(diǎn)處可以的是，基于第一和第二圖像數(shù)據(jù)確定兩個(gè)這種候選相位差值或找到唯一的解(即剛好一個(gè)定義的相位差值)或根本找不到數(shù)學(xué)上的解。在這種情況下在各個(gè)圖像點(diǎn)上不能確定候選相位差值。是僅存在一個(gè)還是根本沒(méi)有精確解，取決于信號(hào)的商S1(V)ZiS2(V)的數(shù)值。然而通常在此僅涉及非常少數(shù)的圖像點(diǎn)。其中多數(shù)圖像點(diǎn)的情況是，可以找到兩個(gè)可能的候選相位差值。
[0016]作為信號(hào)模型既可以使用簡(jiǎn)單的模型，如在開(kāi)頭提到的出版物Holger Eggers等人所著的 “Dual-Echo Dixon Imaging with Flexible Choice of Echo Times “中描述的那樣，也可以使用復(fù)雜的譜模型，如在EP2431760A1中描述的那樣。原則上可以采用任意模型。關(guān)鍵僅僅是，其相應(yīng)地包含至少一個(gè)、優(yōu)選至少兩個(gè)可設(shè)定的回波時(shí)間參數(shù)，以便允許匹配于在采集回波數(shù)據(jù)時(shí)(自由)設(shè)定的回波時(shí)間。
[0017]此外然后建立相位差圖，其中首先至少對(duì)于一個(gè)種子圖像點(diǎn)、必要時(shí)也對(duì)于多個(gè)種子圖像點(diǎn)確定相位差值。這一點(diǎn)通?；诤蜻x相位差值進(jìn)行，其中選擇這兩個(gè)候選相位差值中的一個(gè)，除非意外地涉及的是這樣的種子圖像點(diǎn)，在所述種子圖像點(diǎn)的情況下本來(lái)相位差值就是唯一的。
[0018]按照本發(fā)明然后從種子圖像點(diǎn)出發(fā)在逐圖像點(diǎn)前進(jìn)的生長(zhǎng)方法中對(duì)于各個(gè)圖像點(diǎn)分別從各個(gè)圖像點(diǎn)的候選相位差值中選擇一個(gè)相位差值。如果對(duì)于一個(gè)圖像點(diǎn)僅存在一個(gè)候選相位差值，則該候選相位差值看作是唯一的解。在該情況下當(dāng)然無(wú)需進(jìn)行選擇，或者說(shuō)候選相位差值作為確定的相位差值的接收可以定義為選擇?！扒斑M(jìn)的生長(zhǎng)方法“在本發(fā)明的意義上理解為如下方法，在該方法中，從種子圖像點(diǎn)出發(fā)前進(jìn)到下一個(gè)相鄰圖像點(diǎn)，即，直接與前面觀察的圖像點(diǎn)(例如在第一步驟中與種子圖像點(diǎn))鄰接的圖像點(diǎn)。從該相鄰點(diǎn)出發(fā)然后在下一個(gè)方法步驟中到達(dá)再下一個(gè)相鄰點(diǎn)，在那里出發(fā)然后又到達(dá)又再下一個(gè)相鄰點(diǎn)等等，與區(qū)域生長(zhǎng)方法類(lèi)似。
[0019]在此強(qiáng)調(diào)，對(duì)于各個(gè)圖像點(diǎn)確定候選相位差值以及建立相位差圖在逐圖像點(diǎn)前進(jìn)生長(zhǎng)方法的范圍內(nèi)可以并行運(yùn)行，即，對(duì)于一個(gè)圖像點(diǎn)確定候選相位差值，總是當(dāng)在逐圖像點(diǎn)前進(jìn)的生長(zhǎng)方法的范圍內(nèi)對(duì)于圖像點(diǎn)需要候選相位差值的時(shí)候?qū)τ谠搱D像點(diǎn)確定候選相位差值。但是原則上也可以，首先對(duì)于所有圖像點(diǎn)建立候選相位差值并且例如建立兩個(gè)候選相位差圖，在所述候選相位差圖中分別列出候選相位差值，并且后來(lái)才作出選擇，哪些候選相位差值是“正確的”。
[0020]按照本發(fā)明的方法也就是允許以簡(jiǎn)單的方式即使在任意的非常復(fù)雜的信號(hào)模型的情況下和在任意的回波時(shí)間的情況下產(chǎn)生候選相位差圖，基于所述候選相位差圖于是此后能夠產(chǎn)生兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的不同的分開(kāi)的圖像數(shù)據(jù)，例如水圖像和脂肪圖像。通過(guò)任意的信號(hào)模型的可使用性，該方法可以是非常精確的，因?yàn)榭梢允褂眠@樣的信號(hào)模型，該信號(hào)模型允許盡可能好地匹配于實(shí)際的條件，例如多峰信號(hào)模型。
[0021]另一方面由于按照本發(fā)明的用于借助逐圖像點(diǎn)前進(jìn)的生長(zhǎng)方法建立候選相位差圖的工作方式而不再需要強(qiáng)制地實(shí)現(xiàn)多個(gè)這樣的圖像點(diǎn)，在這些圖像點(diǎn)的情況下存在一個(gè)數(shù)學(xué)上唯一的解。原則上該方法甚至可以在對(duì)于任何一個(gè)圖像點(diǎn)都不存在數(shù)學(xué)上的唯一解時(shí)工作。由此關(guān)于按照本發(fā)明的迪克松方法的使用來(lái)說(shuō)不再在回波時(shí)間的選擇方面具有限制，從而在磁共振序列的設(shè)計(jì)時(shí)能夠關(guān)于其他角度，例如序列的盡可能高的速度或獲得的信號(hào)的盡可能好的信噪比進(jìn)行優(yōu)化。
[0022]按照本發(fā)明的方法可以如提到的那樣有利地用于對(duì)于在檢查對(duì)象的定義區(qū)域中兩個(gè)不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)確定分開(kāi)的圖像數(shù)據(jù)。為此基于對(duì)于定義區(qū)域的各個(gè)圖像點(diǎn)的第一和第二圖像數(shù)據(jù)，即，從第一和第二磁共振回波原始數(shù)據(jù)中重建的強(qiáng)度值并且基于相位差圖分別確定化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)，即，物質(zhì)種類(lèi)的各自的圖像的強(qiáng)度值。
[0023]按照本發(fā)明的用于確定相位差圖和必要時(shí)用于產(chǎn)生檢查對(duì)象的定義區(qū)域的兩個(gè)彼此不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置尤其需要以下部件:
[0024]一方面需要用于在兩個(gè)不同的回波時(shí)間采集定義區(qū)域的第一和第二 MR (磁共振)回波數(shù)據(jù)的接口。
[0025]此外圖像處理裝置應(yīng)當(dāng)具有圖像數(shù)據(jù)重建單元，其構(gòu)造為用于基于第一和第二 MR回波數(shù)據(jù)重建定義區(qū)域的第一和第二圖像數(shù)據(jù)。
[0026]按照本發(fā)明此外還需要相位差確定單元，其構(gòu)造為，用于:基于第一和第二圖像數(shù)據(jù)，對(duì)于定義區(qū)域的圖像點(diǎn)在使用兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)中至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的信號(hào)模型的條件下確定候選相位差值，其中信號(hào)模型包含至少一個(gè)可設(shè)定的回波時(shí)間參數(shù)；并且建立相位差圖，其中首先對(duì)于至少一個(gè)種子點(diǎn)確定相位差值并且從該種子點(diǎn)出發(fā)按照逐圖像點(diǎn)前進(jìn)的生長(zhǎng)方法對(duì)于各個(gè)圖像點(diǎn)分別從相應(yīng)圖像點(diǎn)的候選相位差值中選擇相位差值。
[0027]如果圖像處理裝置也應(yīng)當(dāng)適合于基于相位差圖來(lái)產(chǎn)生兩個(gè)互相不同的化學(xué)物質(zhì)的分開(kāi)的圖像數(shù)據(jù)，則其(可選地)還具有圖像確定單元，其構(gòu)造為，用于基于相位差圖和基于定義區(qū)域的第一和第二圖像數(shù)據(jù)確定化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)。
[0028]圖像處理裝置通常還具有合適的輸出接口，例如用于將建立的相位差圖傳輸?shù)搅硪粋€(gè)單元，該另一個(gè)單元然后可以產(chǎn)生不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)，或者如果圖像處理裝置本身產(chǎn)生兩個(gè)互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)的話則具有用于產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的相應(yīng)的輸出接口，由此所述圖像數(shù)據(jù)然后可以被存儲(chǔ)和/或發(fā)送給操作者和/或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一個(gè)位置，可能用于進(jìn)一步處理和/或輸出。
[0029]按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備除了用來(lái)通常在患者測(cè)量空間中施加基本場(chǎng)磁體的基本場(chǎng)磁體系統(tǒng)、用來(lái)發(fā)出高頻信號(hào)的發(fā)送天線系統(tǒng)、具有多個(gè)梯度線圈的梯度系統(tǒng)、高頻接收天線系統(tǒng)以及用于控制所有部件的相應(yīng)的控制裝置之外，附加地還具有如前面描述的圖像處理裝置。原則上這樣的磁共振設(shè)備當(dāng)然還可以具有專(zhuān)業(yè)人員公知的多個(gè)沒(méi)有詳細(xì)描述的其他部件。
[0030]圖像處理裝置的主要部件可以按照軟件部件的形式構(gòu)造。這特別地涉及圖像數(shù)據(jù)重建單元、相位差確定單元以及可選的圖像確定單元。但是原則上這些部件也可以部分地、特別是當(dāng)涉及特別快速的計(jì)算時(shí)，按照軟件支持的硬件的形式，例如FPGA等來(lái)實(shí)現(xiàn)。同樣可以將所需的接口構(gòu)造為軟件接口，例如當(dāng)該所需的接口僅涉及從其他軟件部件接收數(shù)據(jù)時(shí)。但是其也可以將其構(gòu)造為通過(guò)合適的軟件來(lái)控制的、按照硬件構(gòu)造的接口。
[0031]這樣的圖像處理裝置既可以如提到的那樣獨(dú)立地作為圖像計(jì)算機(jī)連接到磁共振設(shè)備也連接到其上的合適的網(wǎng)絡(luò)，例如放射信息系統(tǒng)(RIS)，以便將需要的數(shù)據(jù)從那里提供到圖像處理裝置。但是原則上圖像處理裝置也可以在磁共振設(shè)備的控制裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，其中可以一起使用多個(gè)在那里本來(lái)就存在的部件。
[0032]很大程度上按照軟件的實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)點(diǎn)，即迄今為止使用的圖像處理裝置或者說(shuō)磁共振設(shè)備控制裝置也能夠以簡(jiǎn)單的方式通過(guò)軟件更新來(lái)改型，以便以按照本發(fā)明的方式工作。就此而言上述技術(shù)問(wèn)題也可以通過(guò)存儲(chǔ)在便攜式存儲(chǔ)器中和/或通過(guò)用于傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)提供并且因此可以直接加載到可編程的圖像處理裝置的存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品解決，其具有程序段，用于當(dāng)程序在圖像處理裝置中運(yùn)行時(shí)執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的所有步驟。
[0033]從屬權(quán)利要求以及以下描述分別包含本發(fā)明的特別有利的構(gòu)造和擴(kuò)展。在此特別地可以類(lèi)似于一類(lèi)權(quán)利要求類(lèi)別的從屬權(quán)利要求來(lái)擴(kuò)展另一類(lèi)權(quán)利要求類(lèi)別的權(quán)利要求。此外在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以將不同的實(shí)施例和權(quán)利要求的不同的特征組合為新的實(shí)施例。
[0034]如對(duì)于本發(fā)明設(shè)置的那樣，如果應(yīng)當(dāng)采用任意的譜模型作為信號(hào)模型，則可以不考慮上面解釋的等式(I)和(2)，因?yàn)樗龅仁接糜诩兇猱a(chǎn)生首先處于同相并且然后處于反相的圖像數(shù)據(jù)。在該情況下必須使用更復(fù)雜的復(fù)數(shù)值等式，以便正確地描述信號(hào)。例如在具有坐標(biāo)ν的圖像點(diǎn)處的復(fù)數(shù)值的信號(hào)S1(V)和S2(V)通過(guò)等式描述
[0035]
Sl(V) = (W(V)+C|F(V)W(3)
[0036]
S’ (ν) = (W(v)+c2F(v))elft(v)(4)
[0037]在此W(V)仍表示在相應(yīng)的圖像點(diǎn)處的水分量并且F(V)表示脂肪分量。但是原則上W(V)和F(V)也可以表示任意其他化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)。僅為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)援用對(duì)于水和脂肪的通常記號(hào)，因?yàn)檫@是最通常的應(yīng)用情況。在等式(3)和(4)中C1和C2是復(fù)數(shù)值的系數(shù)，其取決于第二化學(xué)物質(zhì)的譜(即在此例如是脂肪F的譜)和回波時(shí)間。在等式(3)和(4)中此外為簡(jiǎn)單起見(jiàn)假定，僅對(duì)于兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)中的一種，在此是脂肪F，存在復(fù)雜的譜。但是原則上該方法也可以擴(kuò)展到其他物質(zhì)種類(lèi)，在該情況下必須在等式(3)和(4)中在W分量之前也插入復(fù)數(shù)值的系數(shù)。此外在等式(3)和(4)中假定，信號(hào)的相位或者說(shuō)相位旋轉(zhuǎn)分別通過(guò)CpI (V)和(p2(v)給出。
[0038]復(fù)數(shù)的系數(shù)C1和C2在此優(yōu)選通過(guò)等式
[
【權(quán)利要求】
1.一種用于借助成像磁共振測(cè)量來(lái)確定檢查對(duì)象(O)的定義區(qū)域(ROI)的相位差圖(ΛΦ，ΛΦ')以產(chǎn)生兩個(gè)互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)(W，F(xiàn))的方法，具有以下方法步驟: -在兩個(gè)不同的回波時(shí)間采集定義區(qū)域(ROI)的第一磁共振回波原始數(shù)據(jù)和第二磁共振回波原始數(shù)據(jù)(RD1, RD2), -基于第一磁共振回波原始數(shù)據(jù)和第二磁共振回波原始數(shù)據(jù)(RD1, RD2)重建定義區(qū)域的第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2), -基于第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)對(duì)于定義區(qū)域(ROI)的圖像點(diǎn)(V)在使用兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)中的至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的信號(hào)模型的條件下，確定候選相位差值(Δ Φκ1(ν), Δ ΦΚ2(ν))，所述信號(hào)模型包含能設(shè)定的回波時(shí)間參數(shù)， -建立相位差圖(Λ Φ)，其中，首先對(duì)于種子圖像點(diǎn)(Vs)確定相位差值(Λ Φ (vs))，并且然后從該種子圖像點(diǎn)(Vs)出發(fā)在逐圖像點(diǎn)前進(jìn)的生長(zhǎng)方法中對(duì)于其他各個(gè)圖像點(diǎn)(V)分別從相應(yīng)的圖像點(diǎn)(V)的候選相位差值(Δ ΦΚ1 (V)，Δ ΦΚ2 (V))中選擇相位差值(Δ Φ (V))。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于定義區(qū)域(ROI)的至少一個(gè)子區(qū)域，確定該子區(qū)域的圖像點(diǎn)(V)的候選相位差值(ΛΦκ1(ν)，ΛΦΚ2(ν))的空間變化的線性分量(Δ Φ。，并且為了建立相位差圖(Λ Φ, Λ Φ’)而關(guān)于該線性分量(Λ 校正候選相位差ft( Δ ΦΚ1 (ν), Δ ΦΚ2 (ν))。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，為了確定相位差值(ΛΦΚ1 (ν), ΛΦΚ2(ν))的空間變化的線性分量(Λ ΦΛ對(duì)于至少一個(gè)空間方向(x，y，z)確定在所述子區(qū)域內(nèi)部相鄰的圖像點(diǎn)(V)的第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)的相關(guān)性(Corr( Λ X))。
4.根據(jù)權(quán)利 要求2所述的方法，其中，在所述相關(guān)性(Corr( △ χ))的確定中考慮取決于圖像點(diǎn)(ν)的權(quán)重系數(shù)，該權(quán)重系數(shù)優(yōu)選地取決于在相應(yīng)的圖像點(diǎn)(ν)處第一圖像數(shù)據(jù)和/或第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)的強(qiáng)度大小和/或取決于相應(yīng)的圖像點(diǎn)(ν)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述生長(zhǎng)方法內(nèi)分別對(duì)于起始圖像點(diǎn)(Va)的相鄰圖像點(diǎn)按照預(yù)先給出的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定質(zhì)量值(Q(v))，對(duì)于該起始圖像點(diǎn)已經(jīng)確定了相位差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，將圖像點(diǎn)(Vk)基于其質(zhì)量值(Q(v))而對(duì)于相位差值(Λ Φ (ν))的確定來(lái)優(yōu)先安排。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，所述質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括對(duì)在第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)中圖像點(diǎn)(ν)的強(qiáng)度值的評(píng)估，和/或其中，按照所述質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)考慮，對(duì)于所涉及的圖像點(diǎn)(νκ)，是否基于第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)確定了明確的相位差值(Δ Φ (ν))。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括對(duì)圖像點(diǎn)(ν)的候選相位差值(Λ ΦΚ1 (ν), Δ ΦΚ2(ν))中的至少一個(gè)候選相位差值與局部參考相位差值(A Φ M (vu))的偏差的評(píng)估。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述局部參考相位差值(ΔΦΜ(νι1))包括分別待評(píng)估的圖像點(diǎn)(V)的局部環(huán)境中的如下的圖像點(diǎn)的相位差值的相位差平均值(Λ ΦΜ(νυ)):對(duì)于這些圖像點(diǎn)已經(jīng)確定了相位差值， 并且其中，優(yōu)選地為了確定相位差平均值(Λ CDm(Vu))而分別以權(quán)重系數(shù)(g(V))對(duì)所述圖像點(diǎn)的相位差值進(jìn)行加權(quán)，所述權(quán)重系數(shù)取決于在第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)中圖像點(diǎn)的強(qiáng)度值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在使用譜信號(hào)模型的條件下，除了候選相位差值(ΛΦκ1(ν)，ΔΦΚ2(ν))以外還確定化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的候選圖像數(shù)據(jù)(Wki (ν)，Wk2 (ν)，F(xiàn)ki (ν)，F(xiàn)k2 (ν))。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)對(duì)于在前面的圖像點(diǎn)(Va)的定義的相鄰關(guān)系中的所有圖像點(diǎn)(ν)都已經(jīng)確定了質(zhì)量值(Q(v))時(shí)，分別對(duì)于新的圖像點(diǎn)(νκ)確定相位差值(Λ Φ (Ve) )0
12.一種用于對(duì)于檢查對(duì)象(O)的定義區(qū)域(ROI)中兩種不同化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)確定圖像數(shù)據(jù)(W，F(xiàn))的方法，其中，首先利用按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法對(duì)于該定義區(qū)域(ROI)確定相位差圖(Λ Φ, Δ Φ’)，并且然后基于該定義區(qū)域(ROI)的第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)和基于該相位差圖(Λ Φ, Δ Φ’)確定所述化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)(W，F(xiàn))。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，借助優(yōu)化方法對(duì)于所述化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)(W，F(xiàn))進(jìn)行確定。
14.一種圖像處理裝置(20),用于確定相位差圖(Δ Φ, Δ Φ’)和必要時(shí)用于產(chǎn)生檢查對(duì)象(O)的定義區(qū)域(ROI)的兩個(gè)互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)(W，F(xiàn))，具有 -用于采集定義區(qū)域(ROI)的在兩個(gè)不同的回波時(shí)間確定的第一回波原始數(shù)據(jù)和第二磁共振回波原始數(shù)據(jù)(RD1, RD2)的接口(11)， -圖像數(shù)據(jù)重建單元(12)，其構(gòu)造為用于基于第一磁共振回波原始數(shù)據(jù)和第二磁共振回波原始數(shù)據(jù)(RD1, RD2)重建定義區(qū)域(ROI)的第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1(V), S2 (ν)),` -相位差確定單元(21),其構(gòu)造為,用于 -基于定義區(qū)域(ROI)的圖像點(diǎn)(ν)的第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)在使用兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)中至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的、包含能設(shè)定的回波時(shí)間參數(shù)的信號(hào)模型的條件下確定候選相位差值(Δ Φκ1(ν), Δ ΦΚ2(ν))，以及 -建立相位差圖(Λ Φ，ΛΦ’)，其中，首先對(duì)于種子圖像點(diǎn)(Vs)確定相位差值(Δ Φ (Vs))，并且然后從該種子圖像點(diǎn)(Vs)出發(fā)按照逐圖像點(diǎn)前進(jìn)的生長(zhǎng)方法對(duì)于其他各個(gè)圖像點(diǎn)(V)分別從相應(yīng)的圖像點(diǎn)(V)的候選相位差值(Λ Φκ1(ν), Δ ΦΚ2(ν))中選擇相位差值(Λ Φ (ν))， -可選的圖像確定單元，其構(gòu)造為，用于基于相位差圖(Λ Φ，Λ Φ’)和基于定義區(qū)域(ROI)的第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)(S1, S2)確定所述化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)的圖像數(shù)據(jù)(W，F(xiàn))。
15.一種具有按照權(quán)利要求14所述的圖像處理裝置(20)的磁共振設(shè)備(I)。
16.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其能夠直接加載到可編程圖像處理裝置(20)的存儲(chǔ)器中，具有程序代碼段，用于當(dāng)該程序在圖像處理裝置(20)中運(yùn)行時(shí)執(zhí)行按照權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
【文檔編號(hào)】G01R33/56GK103885016SQ201310652391
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】M.D.尼克爾 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司