本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法及其裝置。

背景技術(shù)：

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)臨床診斷中的重要手段。射頻接收線圈作為接收鏈的最前端，對(duì)成像質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。射頻線圈的性能直接影響到最終所得圖像的信噪比。成像速度和信噪比是磁共振應(yīng)用關(guān)注的重要指標(biāo)。多通道射頻接收線圈能夠提供較大視野(Field of View，F(xiàn)OV)和較高信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)。多通道射頻接收線圈制作主要包含調(diào)諧、匹配、去耦以及失諧等基本過(guò)程。不同通道間磁耦合對(duì)多通道射頻接收線圈性能有直接影響。一般通過(guò)重疊來(lái)減小相鄰線圈單元之間的磁耦合，利用低輸入阻抗的前置放大器來(lái)減小非相鄰線圈單元之間的磁耦合。多通道線圈單元間去耦可以利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。然而，在實(shí)際射頻接收線圈的應(yīng)用過(guò)程中，直接測(cè)量不方便且繁瑣。而且，為了設(shè)計(jì)和制作性能滿足實(shí)際需求的射頻接收線圈，需要較為直觀和精確的信噪比分布評(píng)估射頻線圈的性能。然而，目前針對(duì)磁共振多通道射頻線圈性能的評(píng)估，只有信噪比定義的描述，不能很好地評(píng)估射頻線圈的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法及其裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)缺失。

本發(fā)明提供一種多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法，包括：獲取一多通道磁共振射頻線圈中各通道射頻線圈所采集的待測(cè)區(qū)的信號(hào)圖像和相應(yīng)的噪聲圖像；利用各所述噪聲圖像計(jì)算得到所述多通道磁共振射頻線圈的噪聲耦合矩陣；利用所述信號(hào)圖像和所述噪聲耦合矩陣，通過(guò)平方和方法與協(xié)方差加權(quán)和方法分別計(jì)算所述多通道磁共振射頻線圈的信噪比圖像，得到第一信噪比圖像和第二信噪比圖像；通過(guò)比較所述第一信噪比圖像和所述第二信噪比圖像評(píng)估所述多通道磁共振射頻線圈的性能。

一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括：利用所述信號(hào)圖像，通過(guò)平方和方法計(jì)算得到所述待測(cè)區(qū)的第一重建圖像；利用所述信號(hào)圖像和所述噪聲耦合矩陣，通過(guò)協(xié)方差加權(quán)和方法計(jì)算得到所述待測(cè)區(qū)的第二重建圖像；根據(jù)所述第一重建圖像和所述第二重建圖像進(jìn)一步評(píng)估所述多通道磁共振射頻線圈的性能。

一個(gè)實(shí)施例中，獲取一多通道磁共振射頻線圈中各通道射頻線圈所采集的待測(cè)區(qū)的信號(hào)圖像和相應(yīng)的噪聲圖像，包括：獲取所述多通道磁共振射頻線圈的各通道射頻線圈所采集的所述待測(cè)區(qū)的K空間信號(hào)和相應(yīng)的K空間噪聲；分別對(duì)所述K空間信號(hào)和所述K空間噪聲作逆傅里葉變換，生成各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的信號(hào)圖像和各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像。

一個(gè)實(shí)施例中，分別對(duì)所述K空間信號(hào)和所述K空間噪聲作逆傅里葉變換，包括：分別對(duì)所述K空間信號(hào)和所述K空間噪聲作逆快速傅里葉變換。

一個(gè)實(shí)施例中，所述噪聲耦合矩陣為：

Φ_ij＝<N_i(x,y,z),N_j(x,y,z)>，

其中，Φ_ij表示噪聲耦合矩陣Φ的第i行第j列的數(shù)值，1≤i,j≤n，<,>表示向量?jī)?nèi)積運(yùn)算符，N_i(x,y,z)表示第i通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，N_j(x,y,z)表示第j通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，x,y,z表示待測(cè)區(qū)中的坐標(biāo)位置。

一個(gè)實(shí)施例中，所述第一信噪比圖像為：

${\mathrm{SNR}}^{SoS}=\frac{S^{H}S}{\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S}},$

所述第二信噪比圖像為：

${\mathrm{SNR}}^{\mathrm{cov}-rSoS}=\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S},$

其中，SNR^SoS和SNR^cov-rSoS分別表示所述第一信噪比圖像和所述第二信噪比圖像，S表示所有信號(hào)圖像S_i(x,y,z)構(gòu)成的矩陣，i表示射頻線圈的序號(hào)，i為正整數(shù)，S^H表示矩陣S的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Φ^-1表示噪聲耦合矩陣Φ的逆。

一個(gè)實(shí)施例中，所述第一重建圖像為：

$I^{SoS}=\sqrt{S^{H}S},$

所述第二重建圖像為：

$I^{\mathrm{cov}-rSoS}=\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S},$

其中，I^SoS和I^cov-rSoS分別表示所述第一重建圖像和所述第二重建圖像，S表示所有信號(hào)圖像S_i(x,y,z)構(gòu)成的矩陣，i表示射頻線圈的序號(hào)，i為正整數(shù)，S^H表示矩陣S的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Φ^-1表示噪聲耦合矩陣Φ的逆。

本發(fā)明還提供一種多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置，包括：信號(hào)及噪聲圖像獲取單元，用于獲取一多通道磁共振射頻線圈中各通道射頻線圈所采集的待測(cè)區(qū)的信號(hào)圖像和相應(yīng)的噪聲圖像；噪聲耦合矩陣獲取單元，用于利用各所述噪聲圖像計(jì)算得到所述多通道磁共振射頻線圈的噪聲耦合矩陣；信噪比圖像獲取單元，用于利用所述信號(hào)圖像和所述噪聲耦合矩陣，通過(guò)平方和方法與協(xié)方差加權(quán)和方法分別計(jì)算所述多通道磁共振射頻線圈的信噪比圖像，得到第一信噪比圖像和第二信噪比圖像；第一線圈性能評(píng)估單元，用于通過(guò)比較所述第一信噪比圖像和所述第二信噪比圖像評(píng)估所述多通道磁共振射頻線圈的性能。

一個(gè)實(shí)施例中，該裝置還包括：第一圖像重建單元，用于利用所述信號(hào)圖像，通過(guò)平方和方法計(jì)算得到所述待測(cè)區(qū)的第一重建圖像；第二圖像重建單元，用于利用所述信號(hào)圖像和所述噪聲耦合矩陣，通過(guò)協(xié)方差加權(quán)和方法計(jì)算得到所述待測(cè)區(qū)的第二重建圖像；第二線圈性能評(píng)估單元，用于根據(jù)所述第一重建圖像和所述第二重建圖像進(jìn)一步評(píng)估所述多通道磁共振射頻線圈的性能。

一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)及噪聲圖像獲取單元，包括：K空間信號(hào)及噪聲獲取模塊，用于獲取所述多通道磁共振射頻線圈的各通道射頻線圈所采集的所述待測(cè)區(qū)的K空間信號(hào)和相應(yīng)的K空間噪聲；信號(hào)及噪聲圖像獲取模塊，用于分別對(duì)所述K空間信號(hào)和所述K空間噪聲作逆傅里葉變換，生成各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的信號(hào)圖像和各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像。

一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)及噪聲圖像獲取模塊，包括：逆快速傅里葉變換模塊，用于分別對(duì)所述K空間信號(hào)和所述K空間噪聲作逆快速傅里葉變換。

本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法及裝置，在獲得信噪比圖像時(shí)，考慮了能夠反映各射頻線圈間噪聲耦合因素的噪聲耦合矩陣，所以能夠得到較準(zhǔn)確的信噪比圖像。進(jìn)一步通過(guò)兩種不同方法計(jì)算得到信噪比圖像，并在發(fā)現(xiàn)兩種信噪比圖像之間的差異與多通道磁共振射頻線圈性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)比較兩種圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，具有簡(jiǎn)便、直觀及精確的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步通過(guò)包含噪聲耦合因素和不包含噪聲耦合因素的重建圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，綜合信噪比圖像的評(píng)估結(jié)果，能夠綜合考慮多通道磁共振射頻線圈的設(shè)計(jì)要求和噪聲因素，有助于權(quán)衡多通道磁共振射頻線圈的性能和制造成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中獲取信號(hào)圖像及噪聲圖像的方法流程示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中信號(hào)及噪聲圖像獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法直觀、精確及簡(jiǎn)便地評(píng)估多通道磁共振射頻線圈性能的問(wèn)題，發(fā)明人經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)設(shè)計(jì)出一種多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法，可包括步驟：

S110：獲取一多通道磁共振射頻線圈中各通道射頻線圈所采集的待測(cè)區(qū)的信號(hào)圖像和相應(yīng)的噪聲圖像；

S120：利用各上述噪聲圖像計(jì)算得到上述多通道磁共振射頻線圈的噪聲耦合矩陣；

S130：利用上述信號(hào)圖像和上述噪聲耦合矩陣，通過(guò)平方和方法與協(xié)方差加權(quán)和方法分別計(jì)算上述多通道磁共振射頻線圈的信噪比圖像，得到第一信噪比圖像和第二信噪比圖像；

S140：通過(guò)比較上述第一信噪比圖像和上述第二信噪比圖像評(píng)估上述多通道磁共振射頻線圈的性能。

在上述步驟S110中，該待測(cè)區(qū)可以是待成像物體的感興趣區(qū)。該噪聲圖像可以是射頻線圈在采集該待測(cè)區(qū)的信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的噪聲。

在上述步驟S120中，該噪聲耦合矩陣的矩陣元可以由各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像兩兩之間作內(nèi)積生成。

在上述步驟S130中，該噪聲耦合矩陣可以表示各通道線圈之間的耦合對(duì)信噪比的影響，所以利用信號(hào)圖像和噪聲耦合矩陣能夠得到較精確的信噪比圖像。

在上述步驟S140中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)對(duì)于性能不同的多通道磁共振射頻線圈，通過(guò)平方和方法得到的第一信噪比圖像和通過(guò)協(xié)方差加權(quán)和方法得到的第二信噪比圖像有所不同，所以發(fā)明人考慮通過(guò)比較該第一信噪比圖像和該第二信噪比圖像來(lái)評(píng)估該多通道磁共振射頻線圈的性能。具體而言，可以根據(jù)該第一信噪比圖像和第二信噪比圖像的一致性評(píng)估該多通道磁共振射頻線圈的性能，例如，該第一信噪比圖像和第二信噪比圖像越一致，該多通道磁共振射頻線圈的通道間耦合較弱，線圈去耦性能越好，反之該第一信噪比圖像和第二信噪比圖像越不一致，該多通道磁共振射頻線圈的性能越差。如此一來(lái)，可以很好地評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的信噪比性能。

本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法，在獲得信噪比圖像時(shí)，考慮了能夠反映各射頻線圈間噪聲耦合因素的噪聲耦合矩陣，所以能夠得到較準(zhǔn)確的信噪比圖像。進(jìn)一步通過(guò)兩種不同方法計(jì)算得到信噪比圖像，并在發(fā)現(xiàn)兩種信噪比圖像之間的差異與多通道磁共振射頻線圈性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)比較兩種圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，具有簡(jiǎn)便、直觀及精確的優(yōu)點(diǎn)。

一個(gè)實(shí)施例中，上述噪聲耦合矩陣可為：

Φ_ij＝<N_i(x,y,z),N_j(x,y,z)>，

其中，Φ_ij表示噪聲耦合矩陣Φ的第i行第j列的數(shù)值，1≤i,j≤n，<,>表示向量?jī)?nèi)積運(yùn)算符，N_i(x,y,z)表示第i通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，N_j(x,y,z)表示第j通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，x,y,z表示待測(cè)區(qū)中的坐標(biāo)位置。第i通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像N_i(x,y,z)和第j通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像N_j(x,y,z)作內(nèi)積得到矩陣Φ的第i行第j列的數(shù)值。該噪聲耦合矩陣計(jì)算方法簡(jiǎn)單，能夠有效反映各通道射頻線圈之間的耦合因素。

一個(gè)實(shí)施例中，

上述第一信噪比圖像為：

${\mathrm{SNR}}^{SoS}=\frac{S^{H}S}{\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S}},$

上述第二信噪比圖像為：

${\mathrm{SNR}}^{\mathrm{cov}-rSoS}=\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S},$

其中，SNR^SoS和SNR^cov-rSoS分別表示上述第一信噪比圖像和上述第二信噪比圖像，S表示所有信號(hào)圖像S_i(x,y,z)構(gòu)成的矩陣，i表示射頻線圈的序號(hào)，i為正整數(shù)，S^H表示矩陣S的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Φ^-1表示噪聲耦合矩陣Φ的逆。

本實(shí)施例中，能夠通過(guò)不同方法在考慮各通道射頻線圈之間耦合因素對(duì)信噪比影響的基礎(chǔ)上有效實(shí)現(xiàn)信噪比圖像的計(jì)算。

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法的流程示意圖。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法，還可包括步驟：

S150：利用上述信號(hào)圖像，通過(guò)平方和方法計(jì)算得到上述待測(cè)區(qū)的第一重建圖像；

S160：利用上述信號(hào)圖像和上述噪聲耦合矩陣，通過(guò)協(xié)方差加權(quán)和方法計(jì)算得到上述待測(cè)區(qū)的第二重建圖像；

S170：根據(jù)上述第一重建圖像和上述第二重建圖像進(jìn)一步評(píng)估上述多通道磁共振射頻線圈的性能。

上述步驟S150中通過(guò)平方和方法計(jì)算得到的第一重建圖像沒(méi)有考慮噪聲耦合的影響，上述步驟S160中通過(guò)協(xié)方差加權(quán)和方法計(jì)算得到的第二重建圖像考慮了噪聲耦合的影響，如此一來(lái)，可以從不同角度評(píng)估射頻線圈的性能。

在上述步驟S170中，可以通過(guò)比較該第一重建圖像和該第二重建圖像檢查上述步驟S140的評(píng)估結(jié)果。可以通過(guò)該第一重建圖像和該第二重建圖像中的分辨率進(jìn)一步評(píng)估該多通道射頻線圈的分辨率情況。例如，當(dāng)通過(guò)重建圖像得知射頻線圈的分辨率足夠使用時(shí)，可以放低對(duì)信噪比的要求，從而可以在保證射頻線圈設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上盡可能降低射頻線圈制造成本及對(duì)制造工藝的要求。

本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法，進(jìn)一步通過(guò)包含噪聲耦合因素和不包含噪聲耦合因素的重建圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，綜合信噪比圖像的評(píng)估結(jié)果，能夠綜合考慮多通道磁共振射頻線圈的設(shè)計(jì)要求和噪聲因素，有助于權(quán)衡多通道磁共振射頻線圈的性能和制造成本。

一個(gè)實(shí)施例中，利用上述信號(hào)圖像，通過(guò)平方和方法計(jì)算得到上述待測(cè)區(qū)的第一重建圖像可為：

$I^{SoS}=\sqrt{S^{H}S},$

利用上述信號(hào)圖像和上述噪聲耦合矩陣，通過(guò)協(xié)方差加權(quán)和方法計(jì)算得到上述待測(cè)區(qū)的第二重建圖像可為：

$I^{\mathrm{cov}-rSoS}=\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S},$

其中，I^SoS和I^cov-rSoS分別表示上述第一重建圖像和上述第二重建圖像，S表示所有信號(hào)圖像S_i(x,y,z)構(gòu)成的矩陣，i表示射頻線圈的序號(hào)，i為正整數(shù)，S^H表示矩陣S的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Φ^-1表示噪聲耦合矩陣Φ的逆。

本實(shí)施例中，通過(guò)平方和方法和協(xié)方差加權(quán)和方法可以有效計(jì)算得到重建圖像。

一個(gè)實(shí)施例中，比較第一信噪比圖像和第二信噪比圖像的差別可表示為：ratio＝(I^cov-rSoS-I^SoS)/I^SoS*100％。當(dāng)圖像差別ratio小于或等于10％時(shí)，可說(shuō)明線圈通道間耦合比較弱，線圈去耦性能比較好；當(dāng)ratio大于10％時(shí)，可說(shuō)明線圈通道間耦合較強(qiáng)。

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中獲取信號(hào)圖像及噪聲圖像的方法流程示意圖。如圖3所示，在上述步驟S110中，獲取一多通道磁共振射頻線圈中各通道射頻線圈所采集的待測(cè)區(qū)的信號(hào)圖像和相應(yīng)的噪聲圖像的方法，可包括步驟：

S111：獲取上述多通道磁共振射頻線圈的各通道射頻線圈所采集的上述待測(cè)區(qū)的K空間信號(hào)和相應(yīng)的K空間噪聲；

S112：分別對(duì)上述K空間信號(hào)和上述K空間噪聲作逆傅里葉變換，生成各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的信號(hào)圖像和各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像。

本實(shí)施例中，根據(jù)采集到的K空間數(shù)據(jù)可以方便地得到圖像空間的數(shù)據(jù)。

一個(gè)實(shí)施例中，在上述步驟S112中，分別對(duì)上述K空間信號(hào)和上述K空間噪聲作逆傅里葉變換的方法，可包括步驟：

S1121：分別對(duì)上述K空間信號(hào)和上述K空間噪聲作逆快速傅里葉變換。

根據(jù)采集到的各個(gè)通道射頻線圈的原始的K空間噪聲得到噪聲圖像，具體計(jì)算公式可為：

N_i(x,y,z)＝IFFT(KN_i(x,y,z))，

其中，N_i(x,y,z)表示第i通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，x,y,z表示待測(cè)區(qū)中的坐標(biāo)位置，IFFT()表示逆快速傅里葉變換，KN_i(x,y,z)表示第i個(gè)射頻線圈所對(duì)應(yīng)的K空間噪聲。

根據(jù)采集到的各個(gè)通道射頻線圈的原始的K空間信號(hào)得到信號(hào)圖像，具體計(jì)算公式可為：

S_i(x,y,z)＝IFFT(KS_i(x,y,z))，

其中，S_i(x,y,z)表示第i個(gè)射頻線圈所對(duì)應(yīng)的信號(hào)圖像，x,y,z表示待測(cè)區(qū)中的坐標(biāo)位置，IFFT()表示逆快速傅里葉變換，KS_i(x,y,z)表示第i個(gè)射頻線圈采集的K空間信號(hào)。

本實(shí)施例中，利用逆快速傅里葉變換得到圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算速度更快。

本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法，在獲得信噪比圖像時(shí)，考慮了能夠反映各射頻線圈間噪聲耦合因素的噪聲耦合矩陣，所以能夠得到較準(zhǔn)確的信噪比圖像。進(jìn)一步通過(guò)兩種不同方法計(jì)算得到信噪比圖像，并在發(fā)現(xiàn)兩種信噪比圖像之間的差異與多通道磁共振射頻線圈性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)比較兩種圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，具有簡(jiǎn)便、直觀及精確的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步通過(guò)包含噪聲耦合因素和不包含噪聲耦合因素的重建圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，綜合信噪比圖像的評(píng)估結(jié)果，能夠綜合考慮多通道磁共振射頻線圈的設(shè)計(jì)要求和噪聲因素，有助于權(quán)衡多通道磁共振射頻線圈的性能和制造成本。

基于與圖1所示的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法相同的發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置，如下面實(shí)施例所述。由于該多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置解決問(wèn)題的原理與多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法相似，因此該多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置的實(shí)施可以參見(jiàn)多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置，可包括：信號(hào)及噪聲圖像獲取單元210、噪聲耦合矩陣獲取單元220、信噪比圖像獲取單元230及第一線圈性能評(píng)估單元240，上述各單元順序連接。

信號(hào)及噪聲圖像獲取單元210用于獲取一多通道磁共振射頻線圈中各通道射頻線圈所采集的待測(cè)區(qū)的信號(hào)圖像和相應(yīng)的噪聲圖像。

噪聲耦合矩陣獲取單元220用于利用各上述噪聲圖像計(jì)算得到上述多通道磁共振射頻線圈的噪聲耦合矩陣。

信噪比圖像獲取單元230用于利用上述信號(hào)圖像和上述噪聲耦合矩陣，通過(guò)平方和方法與協(xié)方差加權(quán)和方法分別計(jì)算上述多通道磁共振射頻線圈的信噪比圖像，得到第一信噪比圖像和第二信噪比圖像。

第一線圈性能評(píng)估單元240用于通過(guò)比較上述第一信噪比圖像和上述第二信噪比圖像評(píng)估上述多通道磁共振射頻線圈的性能。

本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置，通過(guò)信噪比圖像獲取單元獲得信噪比圖像時(shí)，考慮了能夠反映各射頻線圈間噪聲耦合因素的噪聲耦合矩陣，所以能夠得到較準(zhǔn)確的信噪比圖像。進(jìn)一步信噪比圖像獲取單元通過(guò)兩種不同方法計(jì)算得到信噪比圖像，并在考慮兩種信噪比圖像之間的差異與多通道磁共振射頻線圈性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)比較兩種圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，具有簡(jiǎn)便、直觀及精確的優(yōu)點(diǎn)。

一個(gè)實(shí)施例中，上述噪聲耦合矩陣為：

Φ_ij＝<N_i(x,y,z),N_j(x,y,z)>，

其中，Φ_ij表示噪聲耦合矩陣Φ的第i行第j列的數(shù)值，1≤i,j≤n，<,>表示向量?jī)?nèi)積運(yùn)算符，N_i(x,y,z)和表示第i個(gè)射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，N_j(x,y,z)表示第j個(gè)射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，x,y,z表示待測(cè)區(qū)中的坐標(biāo)位置。第i通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像N_i(x,y,z)和第j通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像N_j(x,y,z)作內(nèi)積得到矩陣Φ的第i行第j列的數(shù)值。該噪聲耦合矩陣計(jì)算方法簡(jiǎn)單，能夠有效反映各通道射頻線圈之間的耦合因素。

一個(gè)實(shí)施例中，

上述第一信噪比圖像可為：

${\mathrm{SNR}}^{SoS}=\frac{S^{H}S}{\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S}},$

上述第二信噪比圖像可為：

${\mathrm{SNR}}^{\mathrm{cov}-rSoS}=\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S},$

其中，SNR^SoS和SNR^cov-rSoS分別表示上述第一信噪比圖像和上述第二信噪比圖像，S表示所有信號(hào)圖像S_i(x,y,z)構(gòu)成的矩陣，i表示射頻線圈的序號(hào)，i為正整數(shù)，S^H表示矩陣S的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Φ^-1表示噪聲耦合矩陣Φ的逆。

本實(shí)施例中，能夠通過(guò)不同方法在考慮各通道射頻線圈之間耦合因素對(duì)信噪比影響的基礎(chǔ)上有效實(shí)現(xiàn)信噪比圖像的計(jì)算。

圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，圖4所示的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置，還可包括：第一圖像重建單元250、第二圖像重建單元260及第二線圈性能評(píng)估單元270，上述各模塊順序連接，第一圖像重建單元250與第一線圈性能評(píng)估單元240連接。

第一圖像重建單元250用于利用上述信號(hào)圖像，通過(guò)平方和方法計(jì)算得到上述待測(cè)區(qū)的第一重建圖像。

第二圖像重建單元260用于利用上述信號(hào)圖像和上述噪聲耦合矩陣，通過(guò)協(xié)方差加權(quán)和方法計(jì)算得到上述待測(cè)區(qū)的第二重建圖像。

第二線圈性能評(píng)估單元270用于根據(jù)上述第一重建圖像和上述第二重建圖像進(jìn)一步評(píng)估上述多通道磁共振射頻線圈的性能。

本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置，進(jìn)一步通過(guò)包含噪聲耦合因素和不包含噪聲耦合因素的重建圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，綜合信噪比圖像的評(píng)估結(jié)果，能夠綜合考慮多通道磁共振射頻線圈的設(shè)計(jì)要求和噪聲因素，有助于權(quán)衡多通道磁共振射頻線圈的性能和制造成本。

一個(gè)實(shí)施例中，

上述第一重建圖像可為：

$I^{SoS}=\sqrt{S^{H}S},$

上述第二重建圖像可為：

$I^{\mathrm{cov}-rSoS}=\sqrt{S^H{\mathrm{\&Phi;}}^{-1}S},$

其中，I^SoS和I^cov-rSoS分別表示上述第一重建圖像和上述第二重建圖像，S表示所有信號(hào)圖像S_i(x,y,z)構(gòu)成的矩陣，i表示射頻線圈的序號(hào)，i為正整數(shù)，S^H表示矩陣S的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Φ^-1表示噪聲耦合矩陣Φ的逆。

本實(shí)施例中，通過(guò)第一圖像重建單元和第二圖像重建單元可以有效計(jì)算得到重建圖像。

圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中信號(hào)及噪聲圖像獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，信號(hào)及噪聲圖像獲取單元210，可包括：K空間信號(hào)及噪聲獲取模塊211和信號(hào)及噪聲圖像獲取模塊212，二者相互連接。

K空間信號(hào)及噪聲獲取模塊211用于獲取上述多通道磁共振射頻線圈的各通道射頻線圈所采集的上述待測(cè)區(qū)的K空間信號(hào)和相應(yīng)的K空間噪聲。

信號(hào)及噪聲圖像獲取模塊212用于分別對(duì)上述K空間信號(hào)和上述K空間噪聲作逆傅里葉變換，生成各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的信號(hào)圖像和各通道射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像。

本實(shí)施例中，信號(hào)及噪聲圖像獲取模塊根據(jù)采集到的K空間數(shù)據(jù)可以方便地得到圖像空間的數(shù)據(jù)。

一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)及噪聲圖像獲取模塊212，可包括逆快速傅里葉變換模塊2121。

逆快速傅里葉變換模塊2121用于分別對(duì)上述K空間信號(hào)和上述K空間噪聲作逆快速傅里葉變換。

逆快速傅里葉變換模塊2121根據(jù)采集到的各個(gè)通道射頻線圈的原始的K空間噪聲得到噪聲圖像，具體計(jì)算公式可為：

N_i(x,y,z)＝IFFT(KN_i(x,y,z))，

其中，N_i(x,y,z)表示第i個(gè)射頻線圈所對(duì)應(yīng)的噪聲圖像，x,y,z表示待測(cè)區(qū)中的坐標(biāo)位置，IFFT()表示逆快速傅里葉變換，KN_i(x,y,z)表示第i個(gè)射頻線圈所對(duì)應(yīng)的K空間噪聲。

逆快速傅里葉變換模塊2121根據(jù)采集到的各個(gè)通道射頻線圈的原始的K空間信號(hào)得到信號(hào)圖像，具體計(jì)算公式可為：

S_i(x,y,z)＝IFFT(KS_i(x,y,z))，

其中，S_i(x,y,z)表示第i個(gè)射頻線圈所對(duì)應(yīng)的信號(hào)圖像，x,y,z表示待測(cè)區(qū)中的坐標(biāo)位置，IFFT()表示逆快速傅里葉變換，KS_i(x,y,z)表示第i個(gè)射頻線圈采集的K空間信號(hào)。

本實(shí)施例中，逆快速傅里葉變換模塊2121利用逆快速傅里葉變換得到圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算速度更快。

本發(fā)明實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈性能評(píng)估裝置，信噪比圖像獲取單元在獲得信噪比圖像時(shí)，考慮了能夠反映各射頻線圈間噪聲耦合因素的噪聲耦合矩陣，所以能夠得到較準(zhǔn)確的信噪比圖像。進(jìn)一步信噪比圖像獲取單元通過(guò)兩種不同方法計(jì)算得到信噪比圖像，并通過(guò)第一線圈性能評(píng)估單元在兩種信噪比圖像之間的差異與多通道磁共振射頻線圈性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)比較兩種圖像評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，具有簡(jiǎn)便、直觀及精確的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步通過(guò)第二線圈性能評(píng)估單元評(píng)估多通道磁共振射頻線圈的性能，綜合信噪比圖像的評(píng)估結(jié)果，能夠綜合考慮多通道磁共振射頻線圈的設(shè)計(jì)要求和噪聲因素，有助于權(quán)衡多通道磁共振射頻線圈的性能和制造成本。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一個(gè)具體實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“例如”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。