專利名稱：對(duì)在擴(kuò)散加權(quán)的磁共振成像中的失真的校正的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于校正在拍攝檢查對(duì)象的擴(kuò)散加權(quán)的磁共振圖像時(shí)出現(xiàn)的圖 像失真的方法以及一種用于此的磁共振設(shè)備。
背景技術(shù)：
擴(kuò)散加權(quán)的磁共振(MR)圖像在臨床活動(dòng)中、例如在中風(fēng)和腫瘤診斷中，提供重要 的診斷信息。在擴(kuò)散加權(quán)的成像(DWI)中在特定方向上接通擴(kuò)散梯度，其中水分子的擴(kuò)散 沿著施加的擴(kuò)散梯度衰減所測(cè)量的磁共振信號(hào)。由此在具有較小擴(kuò)散的區(qū)域發(fā)生較小的信 號(hào)衰減，從而在成像的磁共振斷層造影(MRT)測(cè)量中該區(qū)域以更高的圖像強(qiáng)度被成像。在 此擴(kuò)散加權(quán)的強(qiáng)度與施加的擴(kuò)散梯度的強(qiáng)度相關(guān)。擴(kuò)散加權(quán)可以用所謂的b值來表征，該b 值是梯度參數(shù)(例如梯度強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間或者在施加的擴(kuò)散梯度之間的間隔)的函數(shù)。利 用讀出序列、例如平面回波成像序列(EPI)拍攝結(jié)果的磁共振信號(hào)。對(duì)于拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量，信噪比以及幾何失真是顯著地決定性 的。在此，接通的擴(kuò)散梯度線圈的時(shí)間順序會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)的失真(例如由于渦流效應(yīng))。場 梯度的每個(gè)接通和斷開會(huì)引起這樣的渦流該渦流部分地以相對(duì)長的時(shí)間常數(shù)衰減。在讀 出(即，在測(cè)量磁共振信號(hào))時(shí)，相應(yīng)的場分量會(huì)殘留，從而導(dǎo)致在拍攝的圖像數(shù)據(jù)中的失 真。特別是在擴(kuò)散加權(quán)的EPI成像中，渦流引起的失真是大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诖瞬捎门c大的敏 感性結(jié)合的高的梯度幅度(例如在EPI成像中在相位編碼方向上大約IOHz/像素)。在擴(kuò)散加權(quán)成像中通常以不同的擴(kuò)散方向和加權(quán)(通過b值表征)拍攝多個(gè)圖像 并且互相組合，以便例如計(jì)算參數(shù)圖(表觀擴(kuò)散系數(shù)(Apparent DiffusionCoefficient) ADC，部分各項(xiàng)異性(Fractional Anisotropy) FA)。在此，由擴(kuò)散梯度引起的圖像失真既取 決于梯度的幅度(擴(kuò)散加權(quán))也取決于其方向(擴(kuò)散梯度方向)。在相應(yīng)的單個(gè)圖像的組 合中，對(duì)于每個(gè)圖像來說不同的失真導(dǎo)致像素信息的錯(cuò)誤對(duì)應(yīng)并且由此導(dǎo)致錯(cuò)誤或至少導(dǎo) 致在參數(shù)計(jì)算中的精度降低。失真可以作為變換函數(shù)來描述。由此存在如下問題為了補(bǔ) 償這些失真，確定相應(yīng)的變換函數(shù)。除了別的之外，由于失真的強(qiáng)度和圖像對(duì)比度隨著改變 的擴(kuò)散加權(quán)和擴(kuò)散方向而改變，使得該確定變得困難。在此，為了減少失真，在Haselgrove et al.，MRM 26 :960，1996中描述的方法是公 知的，在該方法中b = O的圖像作為未失真的參考以及以小的擴(kuò)散加權(quán)(例如b = 150s/ mm2)對(duì)于每個(gè)待校正的方向拍攝另一個(gè)圖像。假定，失真效果與所產(chǎn)生的擴(kuò)散梯度的幅度 線性地成比例，在此，在使用外推的條件下確定失真參數(shù)。由此校正實(shí)際的擴(kuò)散加權(quán)的圖 像(例如b = lOOOs/mm2)。通過調(diào)整測(cè)量和參考測(cè)量的圖像數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)進(jìn)行失真參數(shù)的確 定。在具有小的擴(kuò)散加權(quán)的圖像的配準(zhǔn)中的錯(cuò)誤通過外推被放大。而且在該小的加權(quán)的圖 像中，失真不是強(qiáng)烈突出，從而失真參數(shù)的精確確定是困難的，其中出現(xiàn)的錯(cuò)誤又通過外推 被放大。成像的對(duì)象在參考的拍攝和調(diào)整測(cè)量之間的運(yùn)動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致校正參數(shù)的錯(cuò)誤確定。此外，從文獻(xiàn)Bodammer et al.，MRM 51 :188_193，2004中公知一種方法，在該方法 中，以相同的擴(kuò)散方向和擴(kuò)散加權(quán)、但是在擴(kuò)散梯度的相反的極性(即相反設(shè)置的擴(kuò)散梯度方向)的情況下分別拍攝兩個(gè)圖像。相反的極性在失真同時(shí)反轉(zhuǎn)的情況下(例如從拉長 (Streckung)變成壓縮(Stauchimg))導(dǎo)致不變的擴(kuò)散對(duì)比度。通過相同的對(duì)比度簡化了圖 像的配準(zhǔn)，也不需要外推。然而由于定向的運(yùn)動(dòng)、例如流動(dòng)或者極化，對(duì)比度差別會(huì)導(dǎo)致該 方法缺少穩(wěn)健性。此外，成像的對(duì)象在兩個(gè)測(cè)量的拍攝之間的運(yùn)動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致校正參數(shù)的錯(cuò) 誤確定。此外由于擴(kuò)散加權(quán)，在相反的極性的情況下拍攝的參考圖像的信噪比(SNR)小，這 負(fù)面影響穩(wěn)健性和圖像配準(zhǔn)的精度。在前面提到的來自現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法中，只有當(dāng)僅出現(xiàn)渦流引起的失真時(shí) 才進(jìn)行所拍攝的MR圖像的有意義的校正。只要失真的圖像或參考圖像經(jīng)受其它影響量， 則模型假定(Modellarmahmen)不再適用(greifen)并且所確定的結(jié)果是錯(cuò)誤的。屬于這 些影響量的特別有患者的運(yùn)動(dòng)以及在(例如在具有b > 0的失真的圖像與具有b = 0的 參考圖像配準(zhǔn)時(shí))被比較的圖像之間的對(duì)比度變化。然而患者運(yùn)動(dòng)以及對(duì)比度變化經(jīng)常 (StandardmaBig )出現(xiàn)，從而利用常規(guī)的方法只能達(dá)到對(duì)擴(kuò)散加權(quán)的圖像的不充分地并 且部分地還出錯(cuò)的校正。此外還公知如下方法除了幾何的失真參數(shù)之外還試圖確定剛性體運(yùn)動(dòng)的參數(shù)， 以補(bǔ)償患者運(yùn)動(dòng)。待確定的參數(shù)(必須附加地確定3個(gè)平移參數(shù)和3個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù))的數(shù)量 的與此相關(guān)的提高，減小了該方法的穩(wěn)健性和精度，同時(shí)明顯延長了所需的計(jì)算時(shí)間。而且 剛性體運(yùn)動(dòng)僅僅是在例外情況下用于描述患者運(yùn)動(dòng)的有意義的模型。因此，利用這些方法 僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的MR圖像的不充分的、有時(shí)是錯(cuò)誤的校正。由此期望避免將患者運(yùn)動(dòng)或?qū)Ρ榷葏^(qū)別錯(cuò)誤解釋為由渦流引起的失真并且避免 對(duì)所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的MR圖像的與此相關(guān)的錯(cuò)誤校正。此外值得期望的是，利用具有高的 SNR的參考圖像工作，以及不必對(duì)于每個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的測(cè)量拍攝一個(gè)或多個(gè)參考圖像。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供在拍攝擴(kuò)散加權(quán)的磁共振圖像時(shí)對(duì)圖 像失真的改進(jìn)的校正，利用該改進(jìn)的校正可以避免前面提到的缺陷中的至少幾個(gè)。按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于校正在拍攝檢查對(duì)象的擴(kuò)散加權(quán)的磁共 振圖像時(shí)出現(xiàn)的圖像失真的方法。該方法包括拍攝沒有擴(kuò)散加權(quán)的參考圖像，對(duì)于一個(gè)擴(kuò) 散方向拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像，和對(duì)于同一個(gè)擴(kuò)散方向拍攝第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像，其中， 第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝至少在不同于拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像時(shí)的另一個(gè)擴(kuò)散加權(quán) 或者另一個(gè)擴(kuò)散梯度極性的情況下進(jìn)行。此外，確定用于校正在所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的圖像 中的圖像失真的校正參數(shù)，其中對(duì)第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像利用第一組校正參數(shù)校正，并且其 中對(duì)第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像利用第二組校正參數(shù)校正，其中第一和第二組校正參數(shù)相關(guān)。在 此，校正參數(shù)通過在校正的第一圖像和參考圖像之間的區(qū)別和在校正的第二圖像和參考圖 像之間的區(qū)別的同時(shí)最小化來確定。通過利用相關(guān)的校正參數(shù)將第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像同時(shí)與參考圖像配準(zhǔn)，可 以將對(duì)在擴(kuò)散加權(quán)的圖像和參考圖像之間的對(duì)比度區(qū)別的影響以及對(duì)檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)的 影響最小化到確定的校正參數(shù)。此外，該方法還可以利用具有高的SNR的參考圖像工作。因 為避免了由于對(duì)比度區(qū)別引起的系統(tǒng)的配準(zhǔn)錯(cuò)誤，所以可以在幾乎任意的擴(kuò)散加權(quán)的情況 下拍攝第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像。在利用MR設(shè)備拍攝圖像(也可以稱為MR圖像)時(shí)，施加的擴(kuò)散梯度一般地決定了擴(kuò)散加權(quán)和擴(kuò)散方向。在此，在對(duì)于相同的擴(kuò)散方向所拍攝 的第一和第二圖像中的失真，對(duì)于不同的擴(kuò)散加權(quán)和擴(kuò)散梯度的極性也是相關(guān)的，從而使 用用于校正的相關(guān)的參數(shù)是具有優(yōu)勢(shì)的。因此在拍攝第一和第二圖像時(shí)可以施加具有不同 的擴(kuò)散加權(quán)的和相同或相反的極性的擴(kuò)散梯度。在此，區(qū)別的最小化相應(yīng)于在各個(gè)校正的 圖像和參考圖像之間的相似性的最大化。按照本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式，校正參數(shù)可以描述變換、特別是仿射 (affine)或多項(xiàng)式變換。校正參數(shù)例如可以是二階變換矩陣的元素或者多項(xiàng)式失真或變換 函數(shù)的參數(shù)。變換可以包括平移(T)、縮放(M)和/或剪切(S)。在第一擴(kuò)散加權(quán)圖像的拍攝中可以施加具有確定的極性的第一擴(kuò)散梯度，并且在 第二擴(kuò)散加權(quán)圖像的拍攝中可以施加具有與之相反的極性的第二擴(kuò)散梯度。在此，具有相 反極性的擴(kuò)散梯度規(guī)定相同的擴(kuò)散方向，但是導(dǎo)致相反的失真，特別是當(dāng)使用同一個(gè)通過 梯度幅度規(guī)定的擴(kuò)散加權(quán)時(shí)。失真的該特別的相關(guān)性使得可以特別有效并且具有優(yōu)勢(shì)地確 定校正參數(shù)。在此，第一組校正參數(shù)優(yōu)選描述變換，并且第二組校正參數(shù)描述該變換的逆變 換。利用校正參數(shù)的這種相關(guān)性，一組校正參數(shù)通過另一組唯一地確定。由此可以減小待 確定的參數(shù)的數(shù)量，并且此外通過這樣的關(guān)聯(lián)還可以最小化對(duì)比度區(qū)別的以及檢查對(duì)象的 運(yùn)動(dòng)的影響。區(qū)別的同時(shí)最小化例如可以借助迭代的優(yōu)化方法來進(jìn)行。為此特別可以采用單形 最小化方法(Simplexminimierungsverfahren)或梯度上升方法。這些方法當(dāng)然同樣可以 用來最大化在圖像和參考圖像之間的相似性，其含義是相同的。按照本發(fā)明方法的另一種實(shí)施方式，區(qū)別的同時(shí)最小化包括，在校正的第一圖像 和參考圖像之間的第一相似度以及在校正的第二圖像和參考圖像之間的第二相似度的確 定。為了最小化區(qū)別，可以同時(shí)最大化這些相似度。特別是還可以從第一和第二相似度確 定平均的相似度，并且最大化該平均的相似度。該最大化例如可以通過將平均的相似度乘 以-1并且然后利用前面提到的方法最小化來進(jìn)行。由此可以采用一般地被配置為用于函 數(shù)的最小化的有效的優(yōu)化方法。在此，可以基于各個(gè)整個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像和整個(gè)參考圖像來確定各個(gè)相似度。由 此可以采用用于確定相似度的其它優(yōu)選的方法，這些方法例如在逐行的確定中是不能應(yīng)用 的。例如，第一和第二相似度可以是通過第一以及第二校正的擴(kuò)散加權(quán)的圖像與參考圖像 的比較所確定的互相關(guān)性度量或熵度量。該互相關(guān)性度量或熵度量可以利用相應(yīng)的評(píng)估函 數(shù)來確定。作為熵度量特別地考慮“標(biāo)準(zhǔn)化交互信息(Normalized Mutual Information) 利用其可以基于各個(gè)整個(gè)圖像精確地確定相似度。按照本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，在所拍攝的圖像中探測(cè)檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，其中，校 正參數(shù)僅基于如下這些圖像來確定對(duì)于這些圖像，運(yùn)動(dòng)小于預(yù)定的邊界值。檢查對(duì)象的運(yùn) 動(dòng)例如可以借助互相關(guān)性度量或熵度量來探測(cè)，其中，僅僅如下的圖像被用于校正參數(shù)的 確定對(duì)于這些圖像，互相關(guān)性或熵度量高于預(yù)定的邊界值。因?yàn)槔缁颊叩倪\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致小的 相關(guān)性，由此可以簡單地探測(cè)運(yùn)動(dòng)。如果探測(cè)到超過邊界值的運(yùn)動(dòng)，則可以再次拍攝相應(yīng)的 圖像。特別具有優(yōu)勢(shì)的是，在第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝 之間進(jìn)行參考圖像的拍攝。因?yàn)閷⒚總€(gè)圖像與參考圖像比較，所以在該順序的情況下由于相關(guān)的校正參數(shù)，可以進(jìn)一步最小化運(yùn)動(dòng)的影響。為了確定各個(gè)區(qū)別，可以進(jìn)行參考圖像的和/或各個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像的濾波。由 此可以大大改善配準(zhǔn)的穩(wěn)健性。例如，濾波可以使用基于參考圖像和/或各個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像所確定的掩模，其 中區(qū)別的確定僅考慮由掩模包含的圖像區(qū)域。所述濾波還可以包括借助邊緣保留(Kanten erhaltenden)的濾波器的濾波。利用這樣的濾波器，例如Sobel濾波器，可以極大降低圖 像比較對(duì)對(duì)比度的依賴性。在利用掩模的濾波的情況下，例如在圖像配準(zhǔn)中僅考慮具有超 過定義的邊界值的強(qiáng)度的圖像區(qū)域。例如可以在調(diào)整測(cè)量中或基于參考測(cè)量產(chǎn)生這樣的掩 模。通過濾波可以將對(duì)圖像的區(qū)別或相似性的評(píng)估限定到圖像的攜帶信息的部分。由此可 以改善該方法的穩(wěn)健性，并且可以精確地識(shí)別失真。利用該方法可以對(duì)于不同的預(yù)定的擴(kuò)散方向校正在所拍攝的磁共振圖像中的圖 像失真，其中對(duì)于每個(gè)擴(kuò)散方向可以拍攝參考圖像以及第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像。由此， 對(duì)于各個(gè)擴(kuò)散方向可以提供失真的盡可能精確的校正。當(dāng)期望盡可能精確的校正時(shí)，還可 以對(duì)于每個(gè)待拍攝的擴(kuò)散加權(quán)拍攝第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像。參考圖像的拍攝和/或第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝還可以在調(diào)整測(cè)量的 范圍內(nèi)進(jìn)行。由此不需要對(duì)于每個(gè)單個(gè)擴(kuò)散加權(quán)拍攝用于確定校正參數(shù)的圖像。例如可以 對(duì)于預(yù)定的擴(kuò)散加權(quán)確定校正參數(shù)，其中對(duì)用于校正在不同于預(yù)定的擴(kuò)散加權(quán)的擴(kuò)散加權(quán) 情況下拍攝的磁共振圖像的校正參數(shù)進(jìn)行外推。因?yàn)榈谝缓偷诙U(kuò)散加權(quán)的圖像可以在高 的擴(kuò)散加權(quán)(高的b值)的情況下被拍攝，所以與常規(guī)的方法相比可以具有校正參數(shù)的精 確的外推。在一種實(shí)施方式中，在相同的擴(kuò)散加權(quán)的情況下拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像和第二 擴(kuò)散加權(quán)的圖像，其中擴(kuò)散梯度的極性優(yōu)選地相反。由此以這種方式可以利用相關(guān)的校正 參數(shù)進(jìn)行與參考圖像的同時(shí)配準(zhǔn)。在另一種實(shí)施方式中，在不同的擴(kuò)散加權(quán)的情況下拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像和第 二擴(kuò)散加權(quán)的圖像。然后，可以在考慮由渦流引起的圖像失真對(duì)擴(kuò)散加權(quán)的水平的依賴性 的條件下進(jìn)行校正參數(shù)的確定。例如可以通過合適選擇在第一和第二組校正參數(shù)之間的相 關(guān)性來考慮該依賴性。校正參數(shù)例如可以與擴(kuò)散梯度幅度(其規(guī)定了擴(kuò)散加權(quán))線性地相 關(guān)。通過相應(yīng)地選擇相關(guān)關(guān)系，由此可以將在任意擴(kuò)散加權(quán)和擴(kuò)散梯度極性的情況下所拍 攝的圖像直接與用于確定校正參數(shù)的參考圖像配準(zhǔn)。例如，可以通過如下確定校正的擴(kuò)散加權(quán)的圖像利用第一以及第二組校正參數(shù) 來校正第一或第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像，或者利用第一以及第二組校正參數(shù)來校正第一和第二 擴(kuò)散加權(quán)的圖像并且從中確定平均的校正的圖像。通過使用兩個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像來確定校 正的MR圖像，在此可以改善信噪比。前面描述的方法可以由磁共振(MR)設(shè)備的計(jì)算機(jī)單元自動(dòng)地進(jìn)行。 按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于拍攝檢查對(duì)象的擴(kuò)散加權(quán)的磁共振圖像 的并且用于校正在擴(kuò)散加權(quán)的圖像中的失真的磁共振設(shè)備，磁共振設(shè)備包括拍攝單元，其 構(gòu)造為用于施加擴(kuò)散梯度以對(duì)于擴(kuò)散方向產(chǎn)生擴(kuò)散加權(quán)并且用于拍攝擴(kuò)散加權(quán)的圖像。此 夕卜，設(shè)置了控制單元，其構(gòu)造為這樣控制用于無擴(kuò)散加權(quán)地拍攝參考圖像、對(duì)于確定的擴(kuò)散 方向拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像和對(duì)于相同的擴(kuò)散方向拍攝第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝單元，使得第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝至少在與第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝不同的另一個(gè)擴(kuò) 散加權(quán)或另一個(gè)擴(kuò)散梯度極性的情況下進(jìn)行。此外，磁共振設(shè)備還包括計(jì)算機(jī)單元，其構(gòu)造 為用于確定用于校正在所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的圖像中的圖像失真的校正參數(shù)，其中第一擴(kuò)散 加權(quán)的圖像利用第一組校正參數(shù)來校正，并且其中第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像利用第二組校正參 數(shù)來校正，其中第一和第二組校正參數(shù)是相關(guān)的，并且其中計(jì)算機(jī)單元通過同時(shí)最小化在 校正的第一圖像和參考圖像之間的區(qū)別以及在校正的第二圖像和參考圖像之間的區(qū)別來 確定校正參數(shù)。利用按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)類似于前面描述的優(yōu)點(diǎn)。按照一種實(shí)施方式，計(jì)算機(jī)單元還構(gòu)造為用于控制拍攝單元以在拍攝第一擴(kuò)散加 權(quán)的圖像時(shí)施加具有確定的極性的第一擴(kuò)散梯度并且在拍攝第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像時(shí)施加 具有與之相反的極性的第二擴(kuò)散梯度。按照另一種實(shí)施方式，磁共振設(shè)備構(gòu)造為用于執(zhí)行前面描述的方法中的一種。此外，提供了一種具有其上存儲(chǔ)的電子可讀的控制信息的電子可讀的數(shù)據(jù)載體， 這樣構(gòu)造所述控制信息，使得在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如在磁共振設(shè)備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng))中使用所 述數(shù)據(jù)載體時(shí)，其執(zhí)行前面描述的方法之一。當(dāng)然可以組合前面描述的實(shí)施方式的特征和本發(fā)明的方面。


以下借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。其中，圖1示出了按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的一種實(shí)施方式的示意圖。圖2示出了按照本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的流程圖。圖3示出了流程圖，該流程圖解釋了按照本發(fā)明方法的一種實(shí)施方式的校正參數(shù) 的確定，其中可以在圖2的步驟400中執(zhí)行該方法。圖4示出了在擴(kuò)散加權(quán)的圖像和參考圖像之間的變換的示意圖。圖5示出了對(duì)于相同的擴(kuò)散加權(quán)和擴(kuò)散方向的兩個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的MR圖像，其利用擴(kuò) 散梯度的相反極性所拍攝。
具體實(shí)施例方式圖1示意性示出了磁共振設(shè)備30，其配置為用于執(zhí)行擴(kuò)散加權(quán)的MR測(cè)量，特別是 用于拍攝擴(kuò)散加權(quán)的圖像。這樣的磁共振設(shè)備具有用于產(chǎn)生極化場Btl的磁體10。檢查對(duì) 象，在此是被檢查的人11，可以在臥榻13上被推入磁體10中，如示意性通過箭頭表示的。 MR設(shè)備還具有用于產(chǎn)生對(duì)于成像和位置編碼所使用的磁場梯度的梯度系統(tǒng)14。為了擴(kuò)散 加權(quán)的成像，利用梯度系統(tǒng)15還可以產(chǎn)生用于擴(kuò)散編碼的磁場梯度(擴(kuò)散梯度)。擴(kuò)散梯 度的強(qiáng)度和時(shí)間上的接通在此主要確定擴(kuò)散加權(quán)b，而接通梯度的方向(擴(kuò)散梯度方向g) 確定在圖像數(shù)據(jù)中成像的擴(kuò)散方向。擴(kuò)散成像相對(duì)于水分子沿著通過接通的擴(kuò)散梯度所規(guī)定的擴(kuò)散方向的擴(kuò)散是敏 感的。接通的擴(kuò)散梯度的幅度和由此的擴(kuò)散加權(quán)b越高，則在所拍攝的圖像中的對(duì)比度變 化相對(duì)于未擴(kuò)散加權(quán)(即b = 0)的圖像更突出。對(duì)比度變化還取決于擴(kuò)散方向，因?yàn)閷?duì)于 被檢查的人的身體中的水分子的擴(kuò)散系數(shù)由于被檢查的人的組織(例如器官、神經(jīng)纖維)9的結(jié)構(gòu)而強(qiáng)烈取決于方向。然而對(duì)比度一般地不取決于接通的擴(kuò)散梯度的極性，也就是，不 取決于，例如是在+X還是在-X方向上接通梯度。相應(yīng)地，利用相同的擴(kuò)散方向和加權(quán)，但 是利用擴(kuò)散梯度的相反的極性所拍攝的MR圖像，通常具有相同的圖像對(duì)比度。然而由渦流 引起的失真由于相反的極性而在圖像中同樣相反。為了激勵(lì)在MR設(shè)備30的主磁場中產(chǎn)生的極化，設(shè)置了高頻脈沖裝置15，其將高 頻(HF)場入射到被檢查的人11中，以便將磁化從均衡位置偏轉(zhuǎn)。借助HF脈沖裝置15入 射 例如激勵(lì)脈沖(例如90° -Sine脈沖)，或重聚相位脈沖(例如180°脈沖)。為了控制 磁場梯度設(shè)置了梯度單元17，并且為了控制入射的HF脈沖設(shè)置了 HF單元16。借助HF線 圈裝置15和HF單元16可以記錄來自檢查區(qū)域12的磁共振信號(hào)。梯度系統(tǒng)14和高頻線 圈裝置15，以及HF單元16和梯度單元17可以一起表示為拍攝單元25?？刂茊卧?8中央地控制磁共振設(shè)備，例如在可預(yù)先給出的擴(kuò)散加權(quán)和擴(kuò)散方向 的情況下預(yù)定的成像MR序列的執(zhí)行?？梢岳幂斎雴卧?9來進(jìn)行待執(zhí)行的成像序列的選 擇。諸如成像參數(shù)、以及重建的MR圖像等控制信息可以在顯示器20上被顯示。通過輸入 單元還可以選擇用于擴(kuò)散成像的參數(shù)，例如b值和要進(jìn)行圖像拍攝的擴(kuò)散方向。此外，磁共 振設(shè)備還包括計(jì)算機(jī)單元21，其用于從拍攝的MR信號(hào)中重建圖像，以及以下詳細(xì)描述的對(duì) 在重建的擴(kuò)散加權(quán)的圖像中的失真進(jìn)行校正。在圖1中示意性示出的磁共振設(shè)備當(dāng)然可以包括磁共振設(shè)備通常具有的其它組 件。MR設(shè)備的一般工作原理對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，從而不必詳細(xì)描述一般的 組件。為了借助擴(kuò)散加權(quán)的MR成像執(zhí)行檢查，計(jì)算機(jī)單元21可以在調(diào)整測(cè)量的范圍內(nèi) 確定用于校正所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的圖像的校正參數(shù)?？刂茊卧?8配置為用于在調(diào)整測(cè)量 的范圍內(nèi)首先在沒有擴(kuò)散加權(quán)的條件下啟動(dòng)對(duì)檢查區(qū)域12中的一層的MR信號(hào)的拍攝。從 所拍攝的MR信號(hào)中，可以在計(jì)算機(jī)單元21中重建對(duì)于b = 0的相應(yīng)的參考圖像。此外，控 制單元18控制拍攝單元25以拍攝具有預(yù)先確定的擴(kuò)散加權(quán)和方向的兩幅圖像，但是其中 在拍攝時(shí)設(shè)置的在所述拍攝之間的擴(kuò)散梯度的極性被反轉(zhuǎn)。在計(jì)算機(jī)單元21中又可以從 所拍攝的MR信號(hào)中重建該第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像。為了確定用來校正擴(kuò)散加權(quán)的圖像的校正變換，計(jì)算機(jī)單元21被構(gòu)造為用于將 兩個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像同時(shí)與參考圖像配準(zhǔn)，其中在配準(zhǔn)時(shí)使用相關(guān)的變換參數(shù)。計(jì)算機(jī)單 元21為此確定在利用變換參數(shù)校正的擴(kuò)散加權(quán)的圖像和參考圖像之間的相似度，并且例 如利用單形方法(Simplex-Verfahren)最大化該相似度。從這樣確定的校正或變換參數(shù) 中，計(jì)算機(jī)單元21隨后通過外推確定用于不同的擴(kuò)散加權(quán)的校正參數(shù)。校正參數(shù)的這樣的 確定可以在調(diào)整測(cè)量期間對(duì)于不同的擴(kuò)散方向進(jìn)行，對(duì)于這些擴(kuò)散方向隨后拍攝擴(kuò)散加權(quán) 的圖像。另一方面，控制單元18和計(jì)算機(jī)單元21還可以構(gòu)造為對(duì)于每個(gè)待執(zhí)行的擴(kuò)散加 權(quán)的測(cè)量分別拍攝參考圖像和第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像，由此確保了對(duì)在圖像中的失真 的特別精確的校正。當(dāng)然，同樣可以考慮混合的方案，例如僅在調(diào)整測(cè)量期間拍攝參考圖像 以及對(duì)于每個(gè)待測(cè)量的擴(kuò)散加權(quán)和方向等在相反的極性的情況下拍攝兩幅圖像。圖2示出了能夠利用圖1的磁共振設(shè)備30執(zhí)行的按照本發(fā)明的方法的實(shí)施方式 的流程圖。在按照該實(shí)施方式的方法中，以允許區(qū)分渦流引起的失真和其它影響量的方式拍攝失真的擴(kuò)散加權(quán)的圖像和參考圖像。為此，時(shí)間接近地分別拍攝具有相反的擴(kuò)散梯度 的兩幅圖像B'和B"以及沒有擴(kuò)散加權(quán)的參考圖像A。然后，進(jìn)行形式B'->A的同時(shí)配準(zhǔn)，其中利用相關(guān)的校正參數(shù)校正圖像B'和B"。由此可以以高的信噪比(因 為b = 0)與參考圖像配準(zhǔn)，并且可以避免由于對(duì)比度區(qū)別而導(dǎo)致的系統(tǒng)的配置誤差。此 外，被檢查的人的運(yùn)動(dòng)的影響被最小化了。這點(diǎn)特別是利用按照?qǐng)D2的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)，在該 實(shí)施方式中在時(shí)間上在兩個(gè)失真的擴(kuò)散加權(quán)的圖像B'和B"之間拍攝參考圖像A。在對(duì) 于不同的層和不同的擴(kuò)散方向確定校正參數(shù)時(shí)，可以對(duì)于每個(gè)層和每個(gè)擴(kuò)散方向保持順序 B' -A-B“。在圖2的第一步驟100中對(duì)于預(yù)定的擴(kuò)散方向利用擴(kuò)散加權(quán)Id1進(jìn)行第一擴(kuò)散加 權(quán)的圖像B'的拍攝。圖像的拍攝通過執(zhí)行成像的MR序列來進(jìn)行，例如通過施加層選擇梯 度和相位編碼梯度、入射90° /180° HF激勵(lì)或重聚焦脈沖、施加擴(kuò)散梯度和利用讀出序列 (例如EPI序列)探測(cè)MR信號(hào)。在此，通過在MR信號(hào)的探測(cè)之前按照具有確定的極性的預(yù) 先確定的擴(kuò)散方向施加相應(yīng)強(qiáng)度的擴(kuò)散梯度進(jìn)行擴(kuò)散加權(quán)。在下一步驟200中沒有擴(kuò)散加 權(quán)(即b = 0)地進(jìn)行參考圖像A的拍攝。因此，參考圖像A不包含渦流引起的失真并且具 有大的信噪比。在步驟300中對(duì)于相同的擴(kuò)散方向利用擴(kuò)散加權(quán)Id2在相反的擴(kuò)散梯度極 性的情況下拍攝第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像B"。由此對(duì)相同的擴(kuò)散方向成像，然而在圖像B'和 B"中的由渦流引起的失真由于擴(kuò)散梯度的不同極性而相反。擴(kuò)散加權(quán)1^和132可以相同，從而圖像B'和B"具有相同的對(duì)比度。然而還可以 考慮，以不同的擴(kuò)散加權(quán)在相同或在相反的擴(kuò)散梯度極性的情況下拍攝圖像B'和B"。這 僅導(dǎo)致在第一和第二組校正參數(shù)之間的相關(guān)性的改變。在已知由渦流引起的失真隨著b值 的改變而改變的情況下，可以相應(yīng)地調(diào)整在對(duì)于圖像B'和B"的校正參數(shù)之間的相關(guān)性。 例如校正參數(shù)與梯度幅度線性相關(guān)。因此在這種情況下還可以通過將圖像B'和B"直接 與參考圖像配準(zhǔn)來確定校正參數(shù)。以下從如下特殊情況出發(fā)在該情況下利用相同的擴(kuò)散 加權(quán)在擴(kuò)散梯度的極性相反的情況下拍攝兩幅圖像。然而應(yīng)當(dāng)清楚的是，以下的實(shí)施方式 同樣可以應(yīng)用于任意的擴(kuò)散加權(quán)和梯度極性的一般情況，必要時(shí)利用所使用的相關(guān)性的相 應(yīng)的調(diào)整。在步驟400中通過將圖像B'禾ΠΒ"同時(shí)與參考圖像A配準(zhǔn)，來確定用于校正擴(kuò) 散加權(quán)的圖像B'和B"的校正參數(shù)，其中利用相關(guān)的(例如相反的)校正參數(shù)校正B'和 B"。在此，可以借助迭代的最小化方法來進(jìn)行所述配準(zhǔn)，該最小化方法改變校正參數(shù)并且 由此最小化在各個(gè)校正的圖像和參考圖像之間的區(qū)別。這一點(diǎn)在以下參考圖3詳細(xì)描述。 通過校正參數(shù)的相關(guān)性確保了，其它的失真(例如通過被檢查的人的運(yùn)動(dòng)引起的位移)不 被錯(cuò)誤解釋為由渦流引起的失真，并且相應(yīng)地確定錯(cuò)誤的校正變換。如果被檢查的人例如 在拍攝三幅圖像B'、A*B"期間運(yùn)動(dòng)，則成像的結(jié)構(gòu)在每個(gè)圖像中移位一定的長度，這可 以通過利用相關(guān)的參數(shù)將圖像B'和B"同時(shí)與圖像A配準(zhǔn)來補(bǔ)償。在步驟500中通過利用所確定的校正參數(shù)來校正圖像B'和B"，來確定校正的MR 圖像。替換地或附加地，還可以將校正參數(shù)外推到用于校正其它MR圖像的其它擴(kuò)散加權(quán)(b 值)。這點(diǎn)特別是在調(diào)整測(cè)量期間拍攝圖像時(shí)具有優(yōu)勢(shì)，其中無需拍攝其它參考圖像，借助 外推的校正參數(shù)就可以校正隨后的擴(kuò)散加權(quán)的圖像。圖3是按照本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的流程圖，其詳細(xì)示出了按照?qǐng)D2的步驟400對(duì)校正參數(shù)的確定。以下假定，圖像B'和B"利用相同的擴(kuò)散加權(quán)在相反的梯度極性的情 況下被拍攝并且由此具有相同的對(duì)比度。相應(yīng)的具有相同對(duì)比度的未失真的擴(kuò)散加權(quán)的圖 像以下被稱為B。通過利用未知的失真變換T對(duì)該圖像的失真，在此獲得失真的圖像B'B' =TB(1)由于相反的擴(kuò)散梯度，圖像B"中的失 真同樣相反，從而利用逆變換T—1可以如下 地表示圖像B"B" =iT1B(2)對(duì)于失真變換T及其逆Γ1，在此成立Τ · Γ1 = 1，其中1表示單位矩陣。由此通 過變換T唯一確定逆變換。在已知變換T的情況下由此可以確定無失真的圖像B。這點(diǎn)也 在圖4中示出。然而因?yàn)閳D像B是不可測(cè)量的，所以確定在校正的擴(kuò)散加權(quán)的圖像Be'和失真的 擴(kuò)散加權(quán)的圖像B'之間的失真變換T'。校正的圖像BJ和B/可以相應(yīng)地表示為Be' =T' B'(3)Be〃 =T' ·Β〃(4)為了確定失真變換T'，最大化在校正的圖像Be'、B/和無失真的參考圖像A之 間的相似度。這可以通過在以下詳細(xì)解釋的對(duì)變換T'的迭代優(yōu)化來進(jìn)行。在圖4中通過 箭頭表示校正的圖像T' ^1-B'和T' ·Β 〃與參考圖像A的配準(zhǔn)。圖像A和B 二者都是 無失真的，并且僅具有通過擴(kuò)散加權(quán)弓I起的對(duì)比度區(qū)別，從而借助T ‘而不是T也可以進(jìn)行 擴(kuò)散加權(quán)的圖像的良好校正。在以下確定描述了該變換T'的校正參數(shù)?？梢允褂貌煌淖儞Q來描述失真。例如可以考慮包括了剪切(S)、縮放(M)和平 移(T)的簡單的仿射變換，以及幾何上復(fù)雜的變換。仿射變換例如可以通過二階矩陣來表 示。作為復(fù)雜的變換例如考慮通過多項(xiàng)式失真函數(shù)(Verzerrungsfunktion)的參數(shù)確定的 多項(xiàng)式變換。變換矩陣的這些參數(shù)或元素作為校正參數(shù)被確定。在步驟401中首先確定在利用變換T'校正的擴(kuò)散加權(quán)的圖像B'(即校正的圖 像T' -1 -B')和參考圖像A之間的相似度M'。此外，確定在利用逆變換T' ―1校正的擴(kuò) 散加權(quán)的圖像B"(即校正的圖像T' B")和參考圖像A之間的相似度Μ"。也就是，相 似度如下表示M' = F(T' ^1B' , A) = F(T' ^1TB, A)(5)M〃=F(T' B〃，A)=F(T' T-1B，A)(6)其中，F(xiàn)表示用于確定相似性的評(píng)估函數(shù)。由此可以看出，當(dāng)所確定的失真變換T'和實(shí)際上的校正變換Γ1盡可能相同 (T' Γ1 = 1)時(shí)，所述校正是盡可能最優(yōu)的。通過同時(shí)最大化相似度M'和M"來確定變 換T'。換言之，在利用變換T'校正的圖像B'和B"和參考圖像A之間的區(qū)別同時(shí)被最 小化。為了借助評(píng)估函數(shù)F計(jì)算相似度M'和M"，存在多種可能性。例如可以借助在各個(gè) 擴(kuò)散加權(quán)的圖像和參考圖像之間的互相關(guān)來確定互相關(guān)度量作為相似度。特別具有優(yōu)勢(shì)的 是，確定熵度量，例如標(biāo)準(zhǔn)化交互信息(Normalized Mutual Information，匪I)。利用該度 量可以不取決于對(duì)比度區(qū)別地精確地確定不同的圖像的相似性。相似度的該確定還可以通 過對(duì)待比較的圖像進(jìn)行合適的預(yù)處理來改進(jìn)。例如，可以利用噪聲識(shí)別將兩個(gè)圖像的相似性評(píng)估限制到圖像的攜帶信息的部分。因此例如，可以使用調(diào)整測(cè)量中的一個(gè)用于確定擴(kuò)散加權(quán)的圖像，或者使用參考測(cè)量用 于確定參考圖像以產(chǎn)生掩模。于是，在圖像配準(zhǔn)中僅使用具有高于定義的邊界值的強(qiáng)度的 圖像區(qū)域(該邊界值例如可以固定預(yù)先給出或動(dòng)態(tài)地從圖像信息中被確定)。由此可以組 合或替換地采用對(duì)于邊緣保留的濾波器(例如Sobel濾波器)的使用。由此可以極大降低 圖像比較(例如在b = 150和b = O的圖像之間)對(duì)對(duì)比度的依賴性。由此可以改善用于 確定校正參數(shù)的方法的穩(wěn)健性。在此，可以在整個(gè)圖像上進(jìn)行相似度比較。為了產(chǎn)生相似度的同時(shí)最大化，在步驟403中確定平均的相似度M = 1/2 (M' +M")。隨后，在步驟404中借助迭代的優(yōu)化方法最大化該平均的相似度M。利用 優(yōu)化方法，在每個(gè)評(píng)估步驟中確定相似度M'和M"，其中改變?cè)谠u(píng)估步驟之間的T'。因?yàn)?多數(shù)的迭代優(yōu)化方法配置為用于找到盡可能全局的最小值，所以可以通過參數(shù)(-1) ·Μ的 最小化來進(jìn)行平均相似度的最大化。在此特別具有優(yōu)勢(shì)的是，采用單形最小化方法，因?yàn)樵?方法僅需要函數(shù)值而不需要恰好在基于熵的測(cè)量中難以確定的梯度。單形最小化方法通常 還能夠在具有局部最小值的優(yōu)化空間中找到全局最小值。當(dāng)然，同樣可以采用其它優(yōu)化方 法，諸如梯度下降方法。通過找到最大的相似度Μ,由此可以確定變換T'，對(duì)于該變換，在校正的圖像B' 和B"和參考圖像A之間的區(qū)別最小化。擴(kuò)散加權(quán)的圖像B'和B"此時(shí)可以利用相應(yīng)的校 正矩陣T' ―1或T'來校正。在步驟405中相應(yīng)地提供用于校正擴(kuò)散加權(quán)的MR圖像的、以 T' ―1或T'形式的校正參數(shù)。如前面參考圖2的步驟500詳細(xì)解釋的，可以對(duì)于每個(gè)擴(kuò)散 加權(quán)和方向確定這些校正參數(shù)，或者可以將其外推到其它擴(kuò)散加權(quán)。以下以其它例子詳細(xì)解釋校正的工作方式。如果圖像B僅由于渦流而被失真并且 函數(shù)F(TB，A)實(shí)際上在T = 1時(shí)具有其最小值，則一個(gè)(例如B'或B"的)擴(kuò)散加權(quán)的測(cè) 量就足以確定校正變換。然而在實(shí)踐中假設(shè)，這些條件中的至少一個(gè)不滿足，例如由于被檢 查的人的運(yùn)動(dòng)、在圖像B和A之間的強(qiáng)的對(duì)比度區(qū)別、低的信噪比或出現(xiàn)的圖像偽影。這樣 的附加影響量的作用通常不作為如下的變換被描述利用該變換校正B'并且利用其逆同 時(shí)校正B"。相應(yīng)地，前面描述的對(duì)平均相似度的使用降低了這樣的影響量對(duì)配準(zhǔn)過程的結(jié) 果的作用。作為用于解釋按照本實(shí)施例的方法的工作方式和對(duì)所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的MR圖像 的改善的校正的第一例子，以下考察在被檢查的人運(yùn)動(dòng)的情況下圖像的拍攝。被檢查的人 的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致在第一失真的圖像B'的拍攝和參考圖像A的拍攝之間的圖像的位移，該位移 可以通過變換V來描述。該位移在不使用前面描述的方法的條件下被解釋為由渦流引起的 失真，這導(dǎo)致相應(yīng)的錯(cuò)誤的變換T的確定。利用按照本實(shí)施例的方法可以將失真的圖像B' 和B"作為未失真的擴(kuò)散加權(quán)的圖像B的變換如下表示B' =TB(7)B" =T-1VB(8)在該例子中對(duì)參考圖像A同樣進(jìn)行運(yùn)動(dòng)變換A' = VA如果在用于確定相似度M'和M"的等式中采用該表達(dá)，則得到如下表達(dá)M' = F(T' ^1B'，A' ) = F(T' ^1TB, VA)(9)M〃=F(T' B"，A' ) = F(T' T^1B, VA)(10)
從這些等式可以看出，降低了運(yùn)動(dòng)對(duì)校正參數(shù)T'的確定的影響。當(dāng)T' 4T以及 T' T' -1V 二者都大約對(duì)應(yīng)于V時(shí)，平均的相似度M被最大化。然而，因?yàn)椴荒芡瑫r(shí)滿足這 兩個(gè)要求，所以位移變換V最高只能部分地進(jìn)入到待確定的失真變換T'中。作為另一個(gè)例子，以下考察在擴(kuò)散加權(quán)的圖像和參考圖像之間的對(duì)比度變化。在 失真的圖像和參考圖像之間的對(duì)比度區(qū)別會(huì)導(dǎo)致，即使不存在由渦流引起的失真的情況下 相似度也能顯示在變換K下的最優(yōu)值，該變換K與單位變換不同(在無渦流引起的失真的 條件下作為優(yōu)化結(jié)果被期待為單位變換)。也就是，對(duì)比度區(qū)別即使沒有渦流引起的失真也 會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的變換。在不使用前面描述的方法的條件下，該偏差會(huì)被解釋為由渦流引起的 失真，并且相應(yīng)的錯(cuò)誤的變換T被確定。利用按照本實(shí)施例的方法，相似度M'和M"的同時(shí) 優(yōu)化的結(jié)果是，M'在T' =K的情況下被最大化并且M"在T' ―1 = K的情況下被最大化。 然而，不能同時(shí)滿足兩個(gè)要求，從而由于利用相關(guān)的變換或校正參數(shù)同時(shí)最大化相似度，偏 差的變換K最高只能部分地進(jìn)入到特定的失真變換T'中。因此利用按照本發(fā)明的方法可 以確定改進(jìn)的失真變換T'，在該失真變換中減小了由于存在的對(duì)比度區(qū)別引起的錯(cuò)誤。參考圖4要再次指出的是，變換T'由于校正參數(shù)的相關(guān) 性既可以稱為校正變換 又可以稱為失真變換。關(guān)于圖像B' , T'表示失真變換，逆變換T' ―1相應(yīng)地表示校正變 換，以便從失真的圖像B'到達(dá)校正的圖像Be'。關(guān)于圖像B"，對(duì)于逆變換分別一樣成立， 從而此處T' ―1表示失真變換而T'表示校正變換。還要再次指出的是，逆的使用僅表示在 對(duì)于第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的校正參數(shù)之間的相關(guān)性的一種可能種類。如果例如利用 相同的擴(kuò)散梯度極性但是利用不同的擴(kuò)散加權(quán)拍攝圖像，則可以采用其它的相關(guān)函數(shù)，該 相關(guān)函數(shù)例如考慮失真與梯度幅度的線性依賴性。圖5示例性示出了第一 MR圖像51和第二 MR圖像52，它們是對(duì)于相同的擴(kuò)散方向 和加權(quán)，但是對(duì)于擴(kuò)散梯度的相反的極性被拍攝的。相應(yīng)地，在圖像中的利用箭頭表示的幾 何失真相反?？梢耘c對(duì)于b = 0的用于確定校正參數(shù)的相應(yīng)的參考圖像(例如以失真變換 T'的形式)一起引入這些圖像。如前面提到的，可以利用相反的擴(kuò)散梯度對(duì)于每個(gè)待進(jìn)行的測(cè)量拍攝參考圖像和 擴(kuò)散加權(quán)的圖像。然而，還可以在調(diào)整測(cè)量的范圍內(nèi)進(jìn)行該拍攝，從而用于確定校正參數(shù)的 附加的測(cè)量開銷以及由此測(cè)量時(shí)間提高均微小。在圖像的拍攝中可以借助相似度(例如互 相關(guān)性)，可靠探測(cè)患者運(yùn)動(dòng)，從而在患者運(yùn)動(dòng)大于邊界值的情況下(例如在太小的互相關(guān) 度量的情況下)可以重新拍攝圖像。通過所涉及的測(cè)量的重復(fù)，可以進(jìn)一步改善校正參數(shù) 的確定的精度。當(dāng)然可以組合前面描述的實(shí)施方式的特征。按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的磁 共振設(shè)備明顯改善了在擴(kuò)散成像中、特別是在平面回波(EPI)擴(kuò)散成像中，對(duì)由渦流引起 的失真的、基于圖像的校正的穩(wěn)健性和精度。在此，實(shí)現(xiàn)了對(duì)被檢查的人的運(yùn)動(dòng)的敏感性的 降低。此外，校正參數(shù)的確定對(duì)對(duì)比度變化是穩(wěn)健的，這使得可以使用具有高的信噪比的參 考圖像。
權(quán)利要求
1.一種用于校正在拍攝檢查對(duì)象(11)的擴(kuò)散加權(quán)的磁共振圖像時(shí)出現(xiàn)的圖像失真的 方法，具有以下步驟-拍攝沒有擴(kuò)散加權(quán)的參考圖像(A)，-對(duì)于一個(gè)擴(kuò)散方向拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B')，-對(duì)于同一個(gè)擴(kuò)散方向拍攝第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B")，其中，第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的 拍攝至少在不同于拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像時(shí)的另一個(gè)擴(kuò)散加權(quán)或者另一個(gè)擴(kuò)散梯度極 性的情況下進(jìn)行，_確定用于校正在所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B'，B")中的圖像失真的校正參數(shù) (T')，其中利用第一組校正參數(shù)(T')校正第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B')，并且其中利用第 二組校正參數(shù)(T' ―1)校正第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B")，其中，所述第一和第二組校正參數(shù)(T' —ST')是相關(guān)的，并且其中，通過在校正的第一圖像和參考圖像之間的區(qū)別以及在校正的第二圖像和參 考圖像之間的區(qū)別的同時(shí)最小化來確定所述校正參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正參數(shù)可以描述變換(T')、特別 是仿射或多項(xiàng)式變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述變換包括平移、縮放和/或剪切。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第一擴(kuò)散加權(quán)圖像的拍攝 中施加具有確定的極性的第一擴(kuò)散梯度，并且在第二擴(kuò)散加權(quán)圖像的拍攝中施加具有與之 相反的極性的第二擴(kuò)散梯度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一組校正參數(shù)描述變換(T'-1)， 并且所述第二組校正參數(shù)描述該變換的逆變換(T')。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述區(qū)別的同時(shí)最小化借助 迭代的優(yōu)化方法來進(jìn)行。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述區(qū)別的同時(shí)最小化借助 單形最小化方法或梯度下降方法來進(jìn)行。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述區(qū)別的同時(shí)最小化包括 在校正的第一圖像和參考圖像之間的第一相似度(M')以及在校正的第二圖像和參考圖 像之間的第二相似度(M")的確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過從所述第一和第二相似度(M'，M") 中確定平均的相似度(M)并且通過最大化該平均的相似度(M)來進(jìn)行所述區(qū)別的同時(shí)最小 化。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，基于各個(gè)整個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像 (B'，B")和整個(gè)參考圖像(A)來確定所述相似度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一和第二相似度是 通過第一以及第二校正的擴(kuò)散加權(quán)的圖像與參考圖像的比較所確定的互相關(guān)性度量或熵度量。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所拍攝的圖像中探測(cè)檢查 對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，其中，僅僅基于如下這些圖像來確定所述校正參數(shù)對(duì)于這些圖像，運(yùn)動(dòng)小于 預(yù)定的邊界值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11和12所述的方法，其特征在于，借助互相關(guān)性度量或熵度量來探 測(cè)檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，其中，僅僅如下的圖像被用于校正參數(shù)的確定對(duì)于這些圖像，互相關(guān) 性度量或熵度量高于預(yù)定的邊界值。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述參考圖像(A)的拍攝在 第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B')的拍攝和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B")的拍攝之間進(jìn)行。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了確定所述區(qū)別，進(jìn)行參 考圖像的和/或各個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像的濾波。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述濾波使用基于參考圖像(A)和/或 各個(gè)擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B'，B")所確定的掩模，其中，所述區(qū)別的確定僅僅考慮由掩模包 含的圖像區(qū)域，和/或所述濾波使用邊緣保留的濾波器。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)于不同的預(yù)定的擴(kuò)散方向 進(jìn)行在所拍攝的磁共振圖像中的圖像失真的校正，其中，對(duì)于每個(gè)擴(kuò)散方向拍攝參考圖像 (A)以及第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B'，B")。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述參考圖像(A)的拍攝和 /或第一和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B'，B")的拍攝在調(diào)整測(cè)量的范圍內(nèi)進(jìn)行。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)于預(yù)定的擴(kuò)散加權(quán)確定校 正參數(shù)(T')，其中，對(duì)用于校正在不同于預(yù)定的擴(kuò)散加權(quán)的擴(kuò)散加權(quán)情況下拍攝的磁共 振圖像的校正參數(shù)(T')進(jìn)行外推。
20.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在相同的擴(kuò)散加權(quán)的情況下 拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在不同的擴(kuò)散加權(quán)的情況 下拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像和第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像，其中，在考慮由渦流引起的圖像失真 與擴(kuò)散加權(quán)的水平的依賴性的條件下進(jìn)行所述校正參數(shù)的確定。
22.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，此外還通過如下確定校正的 擴(kuò)散加權(quán)的圖像利用第一以及第二組校正參數(shù)(T' -ST')來校正第一或第二擴(kuò)散加權(quán) 的圖像(B'，B")，或者利用第一以及第二組校正參數(shù)(T' _i，T')來校正第一和第二擴(kuò) 散加權(quán)的圖像(B'，B")并且從中確定平均的校正的圖像。
23.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法由磁共振設(shè)備 (30)的計(jì)算機(jī)單元自動(dòng)地進(jìn)行。
24.一種用于拍攝檢查對(duì)象(11)的擴(kuò)散加權(quán)的磁共振圖像并且用于校正在擴(kuò)散加權(quán) 的圖像中的失真的磁共振設(shè)備，包括-拍攝單元(25)，其構(gòu)造為用于施加擴(kuò)散梯度以便對(duì)于擴(kuò)散方向產(chǎn)生擴(kuò)散加權(quán)并且用 于拍攝擴(kuò)散加權(quán)的圖像，-控制單元(18)，其構(gòu)造為用于這樣控制用于拍攝無擴(kuò)散加權(quán)的參考圖像(A)、對(duì)于確 定的擴(kuò)散方向拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B')和對(duì)于相同的擴(kuò)散方向拍攝第二擴(kuò)散加權(quán) 的圖像(B")的拍攝單元，使得第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像的拍攝至少在與第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像 的拍攝不同的另一個(gè)擴(kuò)散加權(quán)或另一個(gè)擴(kuò)散梯度極性的情況下進(jìn)行，和-計(jì)算機(jī)單元(21)，其構(gòu)造為用于確定用于校正在所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的圖像中的圖像 失真的校正參數(shù)(T')，其中第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B')利用第一組校正參數(shù)(T' ―1)來校正，并且其中第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B")利用第二組校正參數(shù)(T')來校正，其中，第一和第二組校正參數(shù)(T' ^T')是相關(guān)的，并且其中，所述計(jì)算機(jī)單元(21)通過同時(shí)最小化在校正的第一圖像和參考圖像之間 的區(qū)別以及在校正的第二圖像和參考圖像之間的區(qū)別來確定所述校正參數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)單元還構(gòu)造為用于 控制所述拍攝單元(25)以便在拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像時(shí)施加具有確定的極性的第一擴(kuò) 散梯度并且在拍攝第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像時(shí)施加具有與之相反的極性的第二擴(kuò)散梯度。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述磁共振設(shè)備構(gòu)造為用 于執(zhí)行按照權(quán)利要求2-23中任一項(xiàng)所述的方法。
27.一種具有其上存儲(chǔ)的電子可讀的控制信息的電子可讀的數(shù)據(jù)載體，這樣構(gòu)造所述 控制信息，使得在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用所述數(shù)據(jù)載體時(shí)，其執(zhí)行按照權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng) 所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于校正在拍攝檢查對(duì)象(11)的擴(kuò)散加權(quán)的磁共振圖像時(shí)出現(xiàn)的圖像失真的方法，具有以下步驟拍攝沒有擴(kuò)散加權(quán)的參考圖像(A)；對(duì)于一個(gè)擴(kuò)散方向拍攝第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B′)；對(duì)于同一個(gè)擴(kuò)散方向拍攝第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B″)；確定用于校正在所拍攝的擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B′，B″)中的圖像失真的校正參數(shù)(T′)，其中利用第一組校正參數(shù)(T′)校正第一擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B′)，并且其中利用第二組校正參數(shù)(T′-1)校正第二擴(kuò)散加權(quán)的圖像(B″)，其中所述第一和第二組校正參數(shù)是相關(guān)的，并且其中，通過在校正的第一圖像和參考圖像之間的區(qū)別以及在校正的第二圖像和參考圖像之間的區(qū)別的同時(shí)最小化來確定所述校正參數(shù)。
文檔編號(hào)A61B5/055GK102038502SQ20101051160
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者索斯藤·費(fèi)韋爾 申請(qǐng)人:西門子公司