專(zhuān)利名稱(chēng)：組合磁共振圖像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)磁共振(MR)圖像進(jìn)行處理并且更具體地涉及組合多個(gè) MR圖像以形成組合圖像。
背景技術(shù)：
US 2005/0129299 Al公開(kāi)了組合具有重疊部分的射線照相圖像的方法 的實(shí)現(xiàn)方式。這樣的方法當(dāng)應(yīng)用于MR圖像時(shí)，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(jìn)行可視化解釋的組合圖像的方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在此公開(kāi)的組合MR圖像的重復(fù)部分以形成組合圖像的方法中， 基于第一 MR圖像的第一區(qū)域中的像素強(qiáng)度和第二 MR圖像的第二區(qū)域中的 像素強(qiáng)度計(jì)算第一值?；诘诙﨧R圖像的第三區(qū)域中的像素強(qiáng)度計(jì)算第二 值?？赏ㄟ^(guò)在第一和第二值之間進(jìn)行插值來(lái)計(jì)算中間值。隨后基于該插值, 修正第二MR圖像的像素強(qiáng)度值，以產(chǎn)生修正的第二圖像。通過(guò)將第一圖像 和修正的第二圖像合并，使得第一和第二區(qū)域彼此重疊，來(lái)形成雙重組合 圖像。MR圖像的重復(fù)部分是基本上描述對(duì)象解剖結(jié)構(gòu)的相同部分的MR圖像 部分。應(yīng)該注意，已公開(kāi)的方法可應(yīng)用于二維以及三維MR圖像數(shù)據(jù)組。因 此，根據(jù)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)。
需要一種用于能組合MR圖像的重復(fù)部分以形成更容易進(jìn)行可視化解釋 的組合圖像的MR系統(tǒng)。
因此，在此公開(kāi)的MR系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)配置為基于第一 MR圖 像的第一區(qū)域中的像素強(qiáng)度和第二MR圖像的第二區(qū)域中的像素強(qiáng)度計(jì)算第 一值?；诘诙﨧R圖像的第三區(qū)域中的像素強(qiáng)度計(jì)算第二值?？梢酝ㄟ^(guò)在
6第一和第二值之間插值來(lái)計(jì)算中間值。隨后基于該插值，來(lái)修正第二MR圖 像的像素強(qiáng)度值，以產(chǎn)生修正的第二圖像。通過(guò)將第一圖像和修正的第二 圖像合并，使得第一和第二區(qū)域彼此重疊，來(lái)形成雙重組合圖像。
同樣，需要計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，可指示 計(jì)算機(jī)組合MR圖像的重復(fù)部分以形成更容易進(jìn)行可視化解釋的組合圖像。
因此，在此公開(kāi)的計(jì)算機(jī)程序包括用于基于第一MR圖像的第一區(qū)域中 的像素強(qiáng)度和第二MR圖像的第二區(qū)域中的像素強(qiáng)度計(jì)算第一值的指令。基 于第二MR圖像的第三區(qū)域中的像素強(qiáng)度計(jì)算第二值。通過(guò)在第一和第二值 之間插值來(lái)計(jì)算中間值。隨后基于該插值，修正第二MR圖像的像素強(qiáng)度值， 以產(chǎn)生修正的第二圖像。通過(guò)將第一圖像和修正的第二圖像合并，使得第 一和第二區(qū)域彼此重疊，來(lái)形成雙重組合圖像。


下文中，將通過(guò)示例的方式，在以下實(shí)施例的基礎(chǔ)上參照附圖詳細(xì)描
述這些和其它方面，其中
圖1示出組合具有重復(fù)部分的兩個(gè)MR圖像的方法； 圖2示出組合具有重復(fù)部分的三個(gè)MR圖像的方法； 圖3示出組合具有重復(fù)部分的兩個(gè)MR圖像的另一方法；
圖4示意性示出能夠組合MR圖像的重復(fù)部分以形成組合圖像的MR系 統(tǒng)；以及
圖5示意性示出包含用于組合磁共振圖像的重復(fù)部分以形成組合圖像 的計(jì)算機(jī)程序的介質(zhì)。
應(yīng)該注意，在各個(gè)附圖中使用的相應(yīng)附圖標(biāo)記表示附圖中的相應(yīng)部件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出所公開(kāi)方法的可能的實(shí)現(xiàn)方式。在步驟101中，基于第一MR 圖像Iml的第一區(qū)域R1中的像素強(qiáng)度和第二MR圖像Im2的第二區(qū)域R2中 的像素強(qiáng)度來(lái)計(jì)算第一值。在步驟102中，基于第二 MR圖像Im2的第三區(qū) 域R3中的像素強(qiáng)度來(lái)計(jì)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(guò)在這兩個(gè)值之間進(jìn)行插值來(lái)計(jì)算?；诓襟E103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(qiáng)度，以產(chǎn)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'合并，使得第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2重疊，以形成雙重組合圖像。 應(yīng)該注意，短語(yǔ)"MR圖像"用于表示二維圖像切片以及三維圖像體。
為了獲得MR圖像，將對(duì)象引導(dǎo)進(jìn)MR成像系統(tǒng)中的檢查空間。通過(guò)激 勵(lì)對(duì)象中的一組自旋，采集來(lái)自對(duì)象的信號(hào)以及基于采集的信號(hào)重建對(duì)象 的圖像來(lái)獲得MR圖像。在例如患病的人或動(dòng)物的狹長(zhǎng)的對(duì)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(jié)構(gòu) 的相鄰部分的多個(gè)切片。將這些多個(gè)切片隨后一起融合以形成表示該解剖 結(jié)構(gòu)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(chǎn)生自通過(guò)融合多個(gè)軸位 的圖像而創(chuàng)建的體圖像。這樣產(chǎn)生的圖像稱(chēng)為重構(gòu)圖像(reformatted image)。
由于在采集過(guò)程期間，來(lái)自對(duì)象的信號(hào)以L和T2的馳豫機(jī)制衰減，并 且由于第一個(gè)切片和最后一個(gè)切片的采集之間可能存在時(shí)滯，所以對(duì)于相 同的組織，后采集的切片相比于先采集的切片而言具有減少的像素強(qiáng)度。 當(dāng)重構(gòu)圖像產(chǎn)生自通過(guò)融合這樣在不同時(shí)間采集的切片而形成的圖像體 時(shí)，對(duì)于相同的組織而言，灰度級(jí)或像素強(qiáng)度從重構(gòu)圖像的一端到另一端 發(fā)生變化。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)與特定的重建算法結(jié)合時(shí)，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(hào)強(qiáng)度。在該情況下，當(dāng)具有重復(fù) 區(qū)域的兩個(gè)重構(gòu)圖像組合時(shí)，由該重復(fù)區(qū)域形成的組合圖像中重疊區(qū)域的 邊界的一側(cè)上的組織相比于該邊界的另一側(cè)上的相同組織而言可能具有不 同的像素強(qiáng)度。相同的現(xiàn)象也可在其它情況下觀察到，其中不同區(qū)域的成 像之間存在時(shí)間差，例如在單個(gè)激勵(lì)脈沖序列之后對(duì)多個(gè)位置成像的情況 下。
通常，MR成像系統(tǒng)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(duì)象解剖結(jié)構(gòu)的范圍或程度。當(dāng)采集的樣本數(shù)量太少，即當(dāng)k-空間頻率的采樣不夠密集時(shí)，所需FOV以外的對(duì)象部分映射到該F0V中不 正確的位置。這稱(chēng)為混疊，并且可在任何梯度方向上發(fā)生，即切片編碼、 相位編碼以及頻率編碼方向。如果需要覆蓋大于由該視野覆蓋的解剖結(jié)構(gòu)區(qū)域的圖像，則可從解剖結(jié)構(gòu)的不同的、優(yōu)選是相鄰的部分收集各個(gè)圖像， 并且融合或組合各個(gè)圖像以產(chǎn)生組合圖像。為了收集這些圖像，通常在一 個(gè)區(qū)域中掃描對(duì)象，隨后將對(duì)象移動(dòng)到合適的新位置或地點(diǎn)并再次掃描。 有時(shí)將這種技術(shù)稱(chēng)為"多位置"掃描。使用該技術(shù)，可產(chǎn)生覆蓋大部分解 剖結(jié)構(gòu)的組合圖像。當(dāng)組合圖像從頭到腳趾覆蓋該解剖結(jié)構(gòu)時(shí)，該成像技 術(shù)有時(shí)稱(chēng)為"全身"成像。其它名稱(chēng)包括"移動(dòng)床成像"、"組合或聯(lián)合移
動(dòng)床成像"等。這樣的圖像在"團(tuán)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(guò)遍布身體的 血管擴(kuò)散時(shí)，跟蹤MR造影劑擴(kuò)散。
從患者的不同解剖結(jié)構(gòu)區(qū)域收集的各個(gè)圖像可以組合以產(chǎn)生覆蓋先前 由該多個(gè)圖像分別覆蓋的區(qū)域的圖像?？紤]二維圖像的情況，例如可單獨(dú) 進(jìn)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，并且隨后將這些單獨(dú)的掃描合并為一個(gè)圖像。相同的原理可 以擴(kuò)展到三維圖像，其中例如頭和頸的單獨(dú)體可以合并形成單個(gè)圖像體數(shù) 據(jù)組。
在MR成像中獲得三維體圖像的一個(gè)方法是在采集之前對(duì)沿著兩個(gè)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(jìn)行相位編碼。 在該情況下，在任何取向上的重構(gòu)圖像可通過(guò)恰當(dāng)處理該體圖像來(lái)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(jié)構(gòu)的相鄰部分的多 個(gè)切片，并且隨后組合圖像以產(chǎn)生該解剖結(jié)構(gòu)的體圖像。也可以通過(guò)使用 多位置掃描技術(shù)獲得感興趣區(qū)域的體圖像，通過(guò)收集每個(gè)位置的多個(gè)切片 并且將收集自所有位置的多個(gè)切片融合以產(chǎn)生感興趣區(qū)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(shí)稱(chēng)為切片"堆"，例如軸位"堆"或"冠狀位"堆等。產(chǎn) 生自切片堆的體圖像可隨后進(jìn)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(gòu)切片。
MR成像中的多位置掃描在執(zhí)行時(shí)經(jīng)常具有一些空間中的重疊。這導(dǎo)致 在不同圖像部分中表現(xiàn)出來(lái)相同的解剖結(jié)構(gòu)部分?；旧巷@示對(duì)象解剖結(jié) 構(gòu)相同部分的該不同圖像部分稱(chēng)為MR圖像的重復(fù)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(shí)，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(xiàn)膝蓋區(qū)域的兩個(gè)不同的圖像
體的部分為MR圖像的重復(fù)部分。如果必要，可以使用重復(fù)區(qū)域的部分，在 該情況下即膝蓋區(qū)域作為參照，來(lái)配準(zhǔn)這兩個(gè)圖像體，并且將其組合為覆 蓋大腿和小腿的單一圖像體。現(xiàn)在，可從組合的圖像體中提取任何取向上 的重構(gòu)圖像切片?？蛇x地，在這兩個(gè)圖像體被組合之前，可以分別從這兩 個(gè)體圖像中直接獲得重構(gòu)的冠狀位或矢狀位圖像切片。重構(gòu)的圖像切片現(xiàn) 在可以根據(jù)已公開(kāi)的方法進(jìn)行組合以形成組合的重構(gòu)圖像切片。
兩個(gè)MR圖像的重復(fù)部分，例如，第一MR圖像Iml的第一區(qū)域R1和第 二 MR圖像Im2的第二區(qū)域R2，可以在它們的整體上進(jìn)行比較，特別是在整 個(gè)第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2包含有用的像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)。然而，這在某些情 況下不是必要的，例如在具有黑色區(qū)域的重構(gòu)切片的情況下，黑色區(qū)域即 主要包含零值像素的圖像區(qū)域。在這種情況下，可只比較每個(gè)重復(fù)區(qū)域的 一部分，例如中間部分。在對(duì)象是人或動(dòng)物的情況下，由于重復(fù)區(qū)域可能 表示相同的解剖結(jié)構(gòu)部分，兩個(gè)重復(fù)區(qū)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(tài)學(xué)操作，識(shí)別表示相 同解剖結(jié)構(gòu)部分的重疊圖像的部分。對(duì)于這些識(shí)別的部分，我們可比較直 方圖或者類(lèi)似平均值或最大值等的推導(dǎo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以計(jì)算第一值。應(yīng)該注 意，如果選自?xún)蓚€(gè)圖像的重復(fù)區(qū)域的部分基本上表示解剖結(jié)構(gòu)的相同部分， 則該方法將更加有效。
找到限定公共區(qū)域的像素組的一個(gè)可能方法是將來(lái)自?xún)蓚€(gè)圖像的重復(fù) 區(qū)域的閾值設(shè)為值1。這意味著該重復(fù)區(qū)域中的所有非零像素將假定為二進(jìn) 制值1并且所有其它像素值將假定為二進(jìn)制值0。對(duì)于兩個(gè)MR圖像應(yīng)用該 過(guò)程將產(chǎn)生兩個(gè)二進(jìn)制圖像。通過(guò)對(duì)該兩個(gè)二進(jìn)制圖像執(zhí)行形態(tài)學(xué)AND操 作現(xiàn)在可找到該公共區(qū)域。這樣確定的公共區(qū)域可用作蒙板(mask)以從 兩個(gè)MR圖像中選擇兩組像素?，F(xiàn)在，該兩組像素可進(jìn)行比較以得到第一值。
第二值可從第二MR圖像Im2的第三區(qū)域R3中獲得。第三區(qū)域R3可以 與第二區(qū)域R2不相交。第二區(qū)域R2和第三區(qū)域R3可以位于第二圖像Im2 的相對(duì)端?？蛇x的，第三區(qū)域R3可以基本上位于朝向第二圖像Im2的中間。 一種選擇第三區(qū)域R3的方法可以基于感興趣的組織。例如，如果感興趣的
10特定血管從第二區(qū)域R2延伸到第二圖像Im2中的某個(gè)位置，則第二圖像Im2 中的該位置可以認(rèn)為是第三區(qū)域R3。
來(lái)自第三區(qū)域R3的像素強(qiáng)度的平均值可以用作第二值。可選的，最亮 像素的強(qiáng)度值可以用作第二值。其它的統(tǒng)計(jì)方法，類(lèi)似中值或眾數(shù)等，也 可選擇地用于計(jì)算第二值。
用于第二區(qū)域R2和第三區(qū)域R3之間區(qū)域的校正值可以通過(guò)在第一和 第二值之間進(jìn)行線性插值來(lái)獲得。因此，校正值將基于所使用的插值等式 顯示出某種趨勢(shì)，并且沿著連接第二區(qū)域R2和第三區(qū)域R3的線的每個(gè)像 素或像素組可以具有不同的校正值?；谠摬逯?，可計(jì)算反函數(shù)或互反函 數(shù)，即用于校正強(qiáng)度變化的函數(shù)。在線性插值等式的情況下，反函數(shù)為滿(mǎn) 足具有相反斜率的直線的簡(jiǎn)單等式。例如，如果插值等式產(chǎn)生包含從值A(chǔ) 到B的直線，那么該反函數(shù)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(shù)以及相應(yīng)的校正因子沿著切片選擇軸是連續(xù)的， 并且第二圖像Im2的每個(gè)點(diǎn)基于其在該圖像中的位置，沿著連接第二區(qū)域 R2和第三區(qū)域R3的軸乘以不同的校正因子。因此，基于該插值，修正了第 二圖像Im2中所有像素的像素強(qiáng)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(gè)點(diǎn)，而其它的插值技術(shù)為了獲得精確擬合，可能 需要額外的點(diǎn)。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(yùn)算獲得在這兩個(gè)圖像中的一個(gè)或兩個(gè)中沿著該血 管的長(zhǎng)度上的各個(gè)點(diǎn)處的典型像素強(qiáng)度。用曲線擬合這些典型像素強(qiáng)度可 產(chǎn)生可能的插值函數(shù)，包括可能的更高階插值函數(shù)?？紤]MR采集的物理特 性，信號(hào)可能按指數(shù)方式衰減。取決于該組織，信號(hào)衰減本質(zhì)上可以為單 指數(shù)或多指數(shù)?，F(xiàn)可基于非線性插值等式，例如通過(guò)采用指數(shù)衰減曲線的 倒數(shù)獲得相應(yīng)的反函數(shù)。
也可以應(yīng)用插值函數(shù)，并且外推計(jì)算出第一或第二值的區(qū)域以外的區(qū) 域。例如，可從第一圖像Iml和第二圖像Im2的重復(fù)區(qū)域計(jì)算第一值，從 基本上朝向第二圖像Im2中間的區(qū)域計(jì)算第二值，并且在第一和第二值之 間進(jìn)行插值。插值函數(shù)現(xiàn)在可以外推第二圖像Im2中計(jì)算出第二值的區(qū)域 以外的區(qū)域，以及對(duì)于整個(gè)圖像而獲得的校正因子。
ii可以使用的插值技術(shù)包括但不限于線性插值、指數(shù)插值、雙三次插值、 雙線性插值、三線性插值、最鄰近點(diǎn)插值等。
圖2示出所公開(kāi)方法的可能的實(shí)現(xiàn)方式。在步驟201中，基于第一 MR 圖像Iml的第一區(qū)域R1中的像素強(qiáng)度和第二MR圖像Im2的第二區(qū)域R2中 的像素強(qiáng)度計(jì)算第一值。在步驟202中，基于第二 MR圖像Im2的第三區(qū)域 R3中的像素強(qiáng)度和第三圖像Im3的第四區(qū)域R4中的像素強(qiáng)度計(jì)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(guò)在第一值和第二值之 間進(jìn)行插值來(lái)計(jì)算?；诓襟E203的插值，在步驟204中修正第二MR圖像 Im2的像素強(qiáng)度，以產(chǎn)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合并，使得第一區(qū)域Rl和 第二區(qū)域R2重疊以及第三區(qū)域R3與第四區(qū)域R4重疊，以形成三重組合圖 像。因此，在三個(gè)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(lèi)似于圖1的描述中所解釋的獲得第一值的方 式，通過(guò)比較公共區(qū)域的像素強(qiáng)度，可從第二圖像Im2和第三圖像Im3的 重復(fù)區(qū)域R3、 R4中獲得第二值。
所公開(kāi)方法的這個(gè)方面將第三MR圖像Im3與第一圖像Iml和第二圖像 Im2組合，其中額外地基于第三MR圖像Im3的第四區(qū)域R4中的像素強(qiáng)度計(jì) 算第二值。隨后通過(guò)額外地合并已修正的第二圖像Im2，和第三圖像Im3使 得第三區(qū)域R3和第四區(qū)域R4彼此重疊，形成三重組合圖像。因此，通過(guò) 修正一個(gè)圖像的像素強(qiáng)度，例如第二圖像Im2，形成更容易進(jìn)行可視化解釋 的三重組合圖像。
在兩個(gè)以上圖像一起進(jìn)行合并的情況下，在中間圖像的兩個(gè)重復(fù)區(qū)域 處計(jì)算第一值和第二值。通過(guò)比較第一圖像Iml和第二圖像Im2的重復(fù)區(qū) 域、即第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2中的像素強(qiáng)度，獲得第一值。類(lèi)似地， 通過(guò)比較第二圖像Im2和第三圖像Im3的重復(fù)區(qū)域、即第三區(qū)域R3和第四 區(qū)域R4中的像素強(qiáng)度，獲得第二值。用于中間圖像，這里可認(rèn)為是第二圖 像Im2的兩個(gè)重復(fù)區(qū)域之間的區(qū)域的校正值可通過(guò)在第一值和第二值之間 進(jìn)行插值來(lái)獲得。如果我們將中間圖像Im2乘以校正值的逆或倒數(shù)，則對(duì) 于相同類(lèi)型的組織將導(dǎo)致像素強(qiáng)度上更平滑的過(guò)渡。校正值沿著切片軸是 連續(xù)的，并且中間圖像的每個(gè)點(diǎn)，基于該點(diǎn)在圖像中的位置，沿著連接中
12間圖像的兩個(gè)重復(fù)區(qū)域的軸，乘以不同的倒數(shù)校正值。當(dāng)三個(gè)圖像，即第
一圖像Iml、修正的第二圖像Im2，和第三圖像Im3通過(guò)重疊第一區(qū)域Rl 和第二區(qū)域R2以及重疊第三區(qū)域R3和第四區(qū)域R4來(lái)進(jìn)行組合時(shí)，連續(xù)跨 越兩個(gè)或多個(gè)圖像的例如血管的解剖結(jié)構(gòu)將具有更加相似的強(qiáng)度。這將使 得自動(dòng)分割過(guò)程更好地在新的重建體上執(zhí)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(qiáng)度值 以外，還可修正更加有限的所選像素組的像素強(qiáng)度。例如，在三維對(duì)比度 增強(qiáng)MR血管造影術(shù)圖像中，含有造影劑的血管通常具有最亮的像素強(qiáng)度。 通過(guò)執(zhí)行最大強(qiáng)度投影(MIP)操作，可以提取關(guān)于這些血管的信息。如果 我們考慮三個(gè)重疊的重構(gòu)MR血管造影術(shù)圖像，可基于第一和第二圖像Iml、 Im2之間的重復(fù)區(qū)域中的血管的像素強(qiáng)度計(jì)算第一值，以及基于第二和第三 圖像Im2、 Im3之間的重復(fù)區(qū)域中的血管的像素強(qiáng)度計(jì)算第二值。對(duì)于第二 圖像Im2執(zhí)行MIP操作以分割含有造影劑的血管。通過(guò)在第一和第二值之 間進(jìn)行插值并對(duì)中間值取反而計(jì)算出的校正因子現(xiàn)可僅應(yīng)用于由MIP操作 識(shí)別出的那些像素。這將通過(guò)沿著識(shí)別出的血管路徑修正像素強(qiáng)度，使得 僅僅已識(shí)別出的血管具有平滑過(guò)渡，而圖像的其余部分不受影響。可使用 MIP操作以外的操作，例如類(lèi)似區(qū)域增長(zhǎng)算法的分割技術(shù)，來(lái)提取與第二圖 像中感興趣區(qū)域有關(guān)的信息。
圖3示出所公開(kāi)方法的可能的實(shí)現(xiàn)方式。在步驟301中，基于第一MR 圖像Iml的第一區(qū)域R1中的像素強(qiáng)度和第二MR圖像Im2的第二區(qū)域R2中 的像素強(qiáng)度計(jì)算第一值。在步驟302中，基于第二 MR圖像Im2的第三區(qū)域 R3中的像素強(qiáng)度計(jì)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(guò)在第一值和第二值之間進(jìn)行插值來(lái)計(jì)算?；诓襟E303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(qiáng)度值， 以產(chǎn)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，合并，使得第一區(qū)域R1和 第二區(qū)域R2重疊，以形成組合圖像。
所公開(kāi)方法的該實(shí)現(xiàn)方式基于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(qiáng)度值。這可進(jìn)一步減少兩個(gè)圖像中相同組織的像 素強(qiáng)度的差別，并且產(chǎn)生更容易進(jìn)行可視化解釋的組合圖像。實(shí)現(xiàn)有益結(jié)果的一個(gè)方法是將通過(guò)在第一和第二值之間進(jìn)行插值獲得
的校正因子應(yīng)用于第一圖像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(shí)別出近似的中間點(diǎn)值。在線性插值函數(shù)的情況 下，該中間點(diǎn)值可出現(xiàn)在大致接近第二圖像Im2的第二區(qū)域R2和第三區(qū)域 R3的中間的位置。如果該中間點(diǎn)值標(biāo)準(zhǔn)化為1，則圖像上的該位置可以稱(chēng) 為"零旋轉(zhuǎn)點(diǎn)"，因?yàn)橐栽摌?biāo)準(zhǔn)化校正因子乘以該位置的像素強(qiáng)度將不會(huì)改 變?cè)搮^(qū)域的像素強(qiáng)度。零旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的一側(cè)的區(qū)域變得更暗(0<校正因子<1) 而零旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的相對(duì)側(cè)的區(qū)域變得更亮(校正因子>1)。如果使用非線性插值 函數(shù)，例如指數(shù)衰減函數(shù)，則作為對(duì)該中間點(diǎn)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(zhuǎn)點(diǎn)處的值?？蛇x地， 零旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置可以調(diào)整，使得該零旋轉(zhuǎn)點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)于第一和第二值之間 的中間值。
應(yīng)該注意，所公開(kāi)方法的該實(shí)現(xiàn)方式也可應(yīng)用于三個(gè)或更多MR圖像需 要組合的情況。
圖4示出能夠組合MR圖像的重復(fù)區(qū)域以形成組合圖像的MR系統(tǒng)的可 能的實(shí)施例。MR系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)480、圖像處理和顯示系統(tǒng)490。圖 像采集系統(tǒng)480包括一組主線圈401、連接到梯度驅(qū)動(dòng)器單元406的多個(gè)梯 度線圈402、以及連接到RF線圈驅(qū)動(dòng)器單元407的RF線圈403。由發(fā)射/ 接收(T/R)開(kāi)關(guān)413進(jìn)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(kāi)的表面線圈。多個(gè)梯度線圈 402和RF線圈由電源單元412供電。運(yùn)輸系統(tǒng)404，例如患者臺(tái)，用于將 諸如病人的對(duì)象405定位在MR成像系統(tǒng)中?？刂茊卧?08控制RF線圈403 和梯度線圈402。圖像重建和顯示系統(tǒng)490包括進(jìn)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(jiān)視器屏幕 或投影儀，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元415以及用戶(hù)輸入接口單元411，例如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、 跟蹤球等。
主線圈401產(chǎn)生諸如1. 5T或3T場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)定和均勻的靜磁場(chǎng)。所公開(kāi) 的方法可應(yīng)用于其它場(chǎng)強(qiáng)。主線圈401以通常圍繞隧道形狀的檢查空間的 方式設(shè)置，對(duì)象405可引導(dǎo)進(jìn)該檢査空間中。另一通常配置包括相對(duì)的極 面，在極面之間具有空氣間隙，并且可以通過(guò)使用運(yùn)輸系統(tǒng)404將對(duì)象405導(dǎo)入空氣間隙中。為了使得MR成像，疊加到靜磁場(chǎng)上的時(shí)變磁場(chǎng)梯度由多 個(gè)梯度線圈402響應(yīng)由梯度驅(qū)動(dòng)器單元406提供的電流而產(chǎn)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(gè)梯度線圈402，結(jié)果產(chǎn)生 梯度脈沖(也稱(chēng)為梯度脈沖波形)。控制單元408控制流過(guò)梯度線圈的電流 的特性，特別是它們的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間以及方向，以產(chǎn)生合適的梯度波形。 RF線圈403在對(duì)象405中產(chǎn)生RF激勵(lì)脈沖，并且接收由對(duì)象405響應(yīng)該 RF激勵(lì)脈沖產(chǎn)生的MR信號(hào)。RF線圈驅(qū)動(dòng)器單元407將電流提供給RF線圈 403以發(fā)射RF激勵(lì)脈沖，并且放大由RF線圈403接收的MR信號(hào)。RF線圈 403或RF線圈組的發(fā)射和接收功能由控制單元408經(jīng)由T/R開(kāi)關(guān)413控制。 T/R開(kāi)關(guān)413設(shè)置有用于將RF線圈403在發(fā)射和接收模式之間切換的電子 電路，并且保護(hù)RF線圈403和其它相關(guān)電子電路免受穿透或其它過(guò)載等。 所發(fā)射的RF激勵(lì)脈沖的特性，特別是它們的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，由控制單元 408控制。
應(yīng)該注意，雖然發(fā)射和接收線圈在該實(shí)施例中所示為一個(gè)單元，但是 其也可以具有分別用于發(fā)射和接收的單獨(dú)的線圈。還可具有多個(gè)RF線圈 403，用于發(fā)射或者接收，或者用于發(fā)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(dú)的表面線圈。它們可具有不同的 幾何結(jié)構(gòu)，例如，鳥(niǎo)籠結(jié)構(gòu)或簡(jiǎn)單的環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。控制單元408優(yōu)選為包 括例如微處理器的處理器的計(jì)算機(jī)的形式。控制單元408經(jīng)由T/R開(kāi)關(guān)413 控制RF脈沖激勵(lì)的應(yīng)用以及MR信號(hào)的接收，MR信號(hào)包括回波、自由感應(yīng) 衰減等。用戶(hù)輸入接口裝置411，如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸摸屏、跟蹤球等，使得 操作者與MR系統(tǒng)互動(dòng)。
使用RF線圈403接收的MR信號(hào)包含與正在成像的對(duì)象405的感興趣 區(qū)域中的局部自旋密度有關(guān)的實(shí)際信息。接收的信號(hào)由重建單元409進(jìn)行 重建，并且在顯示單元410上顯示為MR圖像或MR頻譜。可選地，可以將 來(lái)自重建單元409的信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元415中等待進(jìn)一步處理。重建單 元409優(yōu)選構(gòu)建為數(shù)字圖像處理單元，對(duì)數(shù)字圖像處理單元進(jìn)行編程以得 到接收自RF線圈403的MR信號(hào)。
圖5示出包含用于組合磁共振圖像的重復(fù)部分以形成組合圖像的計(jì)算 機(jī)程序的介質(zhì)501的可能的實(shí)施例。該計(jì)算機(jī)程序經(jīng)由傳送裝置502傳送給計(jì)算機(jī)503。該計(jì)算機(jī)程序包含使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行所公開(kāi)方法504的步驟的 指令。
計(jì)算機(jī)503能加載并運(yùn)行包括指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該指令在計(jì)算機(jī) 上執(zhí)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行在此公開(kāi)的方法504的各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)程序 可駐留在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)501上，例如CD-ROM、 DVD、軟盤(pán)、記憶棒、磁帶 或任何其它計(jì)算機(jī)503可讀的有形介質(zhì)。計(jì)算機(jī)程序也可以是可下載的程 序，該程序例如經(jīng)由因特網(wǎng)下載或傳送到計(jì)算機(jī)。傳送裝置502可以是光 驅(qū)、磁帶驅(qū)動(dòng)器、軟驅(qū)、USB或其它計(jì)算機(jī)端口、以太網(wǎng)端口等
所公開(kāi)方法的應(yīng)用包括介入過(guò)程，該介入過(guò)程必需兩個(gè)或更多圖像的 比較以執(zhí)行介入，例如將導(dǎo)管插入股動(dòng)脈中。通常，放射科醫(yī)生傾向于選 取接近股骨頭的進(jìn)入點(diǎn)。合適的進(jìn)入點(diǎn)經(jīng)常通過(guò)比較兩個(gè)圖像，例如額動(dòng) 脈MIP圖像和額骨片MIP圖像來(lái)確定。該比較給出了與股骨頭有關(guān)的狹窄 的近似位置，該近似位置用于確定進(jìn)入點(diǎn)。為了更加精確地估計(jì)狹窄的位 置，可以使用在此公開(kāi)的方法。
使用所公開(kāi)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(gòu)圖像中形成，而重構(gòu)圖像是通過(guò)處理圖像體獲得的，該圖 像體是從在特定取向上采集的對(duì)比度增強(qiáng)圖像堆創(chuàng)建的。第一組合圖像因 此是對(duì)比度增強(qiáng)的組合圖像。類(lèi)似的，使用所公開(kāi)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(qiáng)的組合圖像，并且也可以 從重構(gòu)圖像中形成，而重構(gòu)圖像是通過(guò)處理圖像體獲得，該圖像體是從在 特定取向上采集的非對(duì)比度增強(qiáng)圖像堆創(chuàng)建的。應(yīng)該注意，以上技術(shù)也可 以擴(kuò)展到三維數(shù)據(jù)組，其中第一組合體使用所公開(kāi)的方法從對(duì)比度增強(qiáng)的 切片中形成，并且第二組合體使用所公開(kāi)的方法從非增強(qiáng)的切片中形成。 解剖結(jié)構(gòu)的相同部分的重構(gòu)切片從每個(gè)組合體中提取，并且彼此疊加。將 合并權(quán)重分配給每個(gè)組合體或所提取的重構(gòu)切片，并且如前所解釋的，將 兩個(gè)重構(gòu)切片基于它們各自的合并權(quán)重進(jìn)行合并。通過(guò)調(diào)整兩個(gè)重構(gòu)切片 的合并權(quán)重，兩個(gè)疊加圖像的一個(gè)或另一個(gè)可以更加顯著地可視化。
在一個(gè)可能的實(shí)施例中，非增強(qiáng)組合圖像主要顯示骨頭和其它組織， 而對(duì)比度增強(qiáng)組合圖像顯示動(dòng)脈。如果從增強(qiáng)組合圖像中逐個(gè)像素地減去 非增強(qiáng)組合圖像，作為結(jié)果的減影圖像將主要顯示動(dòng)脈樹(shù)。這是已知的磁共振數(shù)字減影血管造影術(shù)或MRDSA技術(shù)。將減影圖像疊加到非增強(qiáng)組合圖 像上將清楚地指示出動(dòng)脈樹(shù)中與股骨頭有關(guān)的狹窄的位置?？梢詫⒉煌?合并權(quán)重分配給兩個(gè)疊加的組合圖像。通過(guò)調(diào)整兩個(gè)疊加的組合圖像的各 自合并權(quán)重，可以調(diào)整每個(gè)疊加圖像的透明度，從而兩個(gè)疊加圖像的一個(gè) 或另一個(gè)可更加顯著地可視化。假定兩個(gè)組合圖像顯示了解剖結(jié)構(gòu)的相同 部分，并且已經(jīng)正確地配準(zhǔn)了這兩個(gè)圖像。否則，需要額外的步驟來(lái)配準(zhǔn) 減影圖像和非增強(qiáng)組合圖像，或可選的，配準(zhǔn)對(duì)比度增強(qiáng)組合圖像和非增 強(qiáng)組合圖像。
如前所述，可以將合并權(quán)重分配給兩個(gè)疊加圖像中的每個(gè)，并且在一 個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)方式中，合并權(quán)重可以在0和1之間變化。將特定圖像的合 并權(quán)重設(shè)置為0將使得該圖像不可見(jiàn)，而設(shè)為1將使該圖像完全可見(jiàn)。換 言之，在0和1之間調(diào)整特定圖像的合并權(quán)重分別使得圖像更加透明或更 加不透明。合并權(quán)重的調(diào)整可使用合適的用戶(hù)接口來(lái)執(zhí)行，如虛擬滑動(dòng)條、 旋鈕或能接收鍵入0和1之間值的文本框。兩個(gè)疊加圖像的合并權(quán)重可以 聯(lián)系起來(lái)，如果減影圖像的合并權(quán)重設(shè)置為值X，則非增強(qiáng)組合圖像的合并 權(quán)重將自動(dòng)設(shè)置為卜X。
所公幵方法的所描述實(shí)施例中的順序不是強(qiáng)制性的。在不偏離所公開(kāi) 原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以改變步驟的順序或使用線程模型、 多處理器系統(tǒng)或多個(gè)進(jìn)程來(lái)并行執(zhí)行步驟。
應(yīng)該注意，上述實(shí)施例闡釋而非限制本發(fā)明，并且在不偏離所附權(quán)利 要求的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多替代實(shí)施例。在 權(quán)利要求中，位于括號(hào)中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為限制該權(quán)利要求。用 詞"包括"并不排除存在未在權(quán)利要求中列出的部件或步驟。出現(xiàn)在部件 之前的用詞"一個(gè)"并不排除存在多個(gè)這樣的部件。所公開(kāi)的方法可通過(guò) 包括多個(gè)特定部件的硬件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以及通過(guò)恰當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)的方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)。在列舉多個(gè)裝置的系統(tǒng)權(quán)利要求中，這些裝置中的幾個(gè)可以通過(guò) 計(jì)算機(jī)可讀軟件或硬件的一個(gè)和相同項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)。特定手段在相互不同的 從屬權(quán)利要求中引用的簡(jiǎn)單事實(shí)并不表明這些手段的組合不能用于產(chǎn)生有 益效果。
在權(quán)利要求中的用詞第一、第二等表示標(biāo)記而非順序或等級(jí)。
1權(quán)利要求
1、一種用于組合磁共振圖像的重復(fù)部分以形成組合圖像的方法，該方法包括(a)基于第一磁共振圖像(Im1)的第一區(qū)域(R1)中的像素強(qiáng)度和第二磁共振圖像(Im2)的第二區(qū)域(R2)中的像素強(qiáng)度計(jì)算第一值(101)；(b)基于所述第二磁共振圖像(Im2)的第三區(qū)域(R3)中的像素強(qiáng)度計(jì)算第二值(102)；(c)基于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(qiáng)度值(104)，以產(chǎn)生修正的第二圖像(Im2’)；以及(d)通過(guò)將所述第一磁共振圖像(Im1)與所述修正的第二圖像(Im2’)合并，使得所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域(R1，R2)彼此重疊，來(lái)形成第一雙重組合圖像(105)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還基于第三磁共振圖像(Im3) 的第四區(qū)域(R4)中的像素強(qiáng)度來(lái)計(jì)算所述第二值(102)，并且其中所述 方法包括(e )通過(guò)將所述第一雙重組合圖像(Iml)與所述第三磁共振圖像(Im3 ) 合并，使得所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域(R3， R4)彼此重疊，來(lái)形成第 一三重組合圖像(205)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，包括基于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(qiáng)度值(304)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括重復(fù)權(quán)利要求l的步驟(a)到(d)以產(chǎn)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(gè)分配各自 的合并權(quán)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于它們各自分配 的合并權(quán)重進(jìn)行合并以產(chǎn)生第一合成圖像。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括 重復(fù)權(quán)利要求2的步驟(e)以產(chǎn)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(gè)分配各自的合并權(quán)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于它們各自分配 的合并權(quán)重進(jìn)行合并以產(chǎn)生第二合成圖像。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括重復(fù)權(quán)利要求1的步驟(a)到(d)以產(chǎn)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(chǎn)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(gè)分配各自的合 并權(quán)重；以及將所述第一雙重組合圖像和所述第一減影圖像基于它們各自分配的合 并權(quán)重進(jìn)行合并以產(chǎn)生第三合成圖像。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括 重復(fù)權(quán)利要求2的步驟(e)以產(chǎn)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(chǎn)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(gè)分配各自的合 并權(quán)重；以及將所述第一三重組合圖像和所述第二減影圖像基于它們各自分配的合 并權(quán)重進(jìn)行合并以產(chǎn)生第四合成圖像。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述磁共振圖像是通過(guò)以 下步驟形成的重構(gòu)圖像在特定取向上收集多個(gè)切片，每個(gè)切片表示解剖結(jié)構(gòu)的相鄰部分； 將所述多個(gè)切片融合以產(chǎn)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(jù)權(quán)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(qiáng)度值包括基于所述插值得到校正值；以及基于所述第二圖像(Im2)中的每個(gè)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(tǒng)，包括 圖像采集系統(tǒng)(480);以及 圖像處理和顯示系統(tǒng)(490);其中所述圖像處理和顯示系統(tǒng)(490)配置為通過(guò)以下步驟組合磁共振圖像的重復(fù)部分以形成組合圖像(a) 基于第一磁共振圖像(Iml)的第一區(qū)域(Rl)中的像素強(qiáng)度和 第二磁共振圖像(Im2)的第二區(qū)域(R2)中的像素強(qiáng)度計(jì)算第一值(101);(b) 基于所述第二磁共振圖像(Im2)的第三區(qū)域(R3)中的像素強(qiáng) 度計(jì)算第二值(102);(c) 基于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(qiáng)度值(104)，以產(chǎn)生修正的 第二圖像(Im2，)；以及(d) 通過(guò)將所述第一磁共振圖像(Iml)與所述修正的第二圖像(Im2')合并，使得所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域(Rl， R2)彼此重疊，來(lái)形成第 一雙重組合圖像(105)。
11、 一種用于組合磁共振圖像的重復(fù)部分以形成組合圖像的計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包括用于以下步驟的指令(a)基于第一磁共振圖像(Iml)的第一區(qū)域(Rl)中的像素強(qiáng)度和 第二磁共振圖像(Im2)的第二區(qū)域(R2)中的像素強(qiáng)度計(jì)算第一值(101);(b) 基于所述第二磁共振圖像(Im2)的第三區(qū)域(R3)中的像素強(qiáng) 度計(jì)算第二值(102);(c) 基于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(qiáng)度值(104)，以產(chǎn)生修正的 第二圖像(Im2，)；以及(d) 通過(guò)將所述第一磁共振圖像(Iml)與所述修正的第二圖像(Im2，) 合并，使得所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域(Rl， R2)彼此重疊，來(lái)形成第 一雙重組合圖像(105)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于組合磁共振(MR)圖像以形成組合圖像的方法，用于實(shí)現(xiàn)該方法的裝置以及計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包括當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行該方法的指令。在組合圖像中像素值上大的過(guò)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(jìn)行可視化解釋的組合圖像的方法。因此，公開(kāi)了一種形成組合圖像的方法，其中基于插值運(yùn)算修正至少一個(gè)圖像的像素強(qiáng)度值，并且將兩個(gè)MR圖像恰當(dāng)?shù)睾喜⒁孕纬山M合圖像。
文檔編號(hào)G06T3/00GK101490709SQ200780009544
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者C·P·菲瑟, M·布雷沃 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司