相位差圖的確定的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種用于借助成像磁共振測量來確定檢查對象的定義區(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)，對于定義區(qū)域的圖像點(diǎn)，在使用兩種化學(xué)物質(zhì)種類中的至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類的信號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。
【專利說明】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量確定檢查對象的定義區(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、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)生檢查對象的定義區(qū)域的兩個(gè)互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類的圖像數(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為Btl場的、盡可能均勻的靜態(tài)基本磁場。由此將身體中的核自旋平行于Btl場的方向(通常也稱為z方向)對齊。此外利用合適的高頻天線將高頻脈沖(HF脈沖)入射到檢查對象中，其頻率位于當(dāng)前磁場中的待激勵(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BO的平衡位置偏轉(zhuǎn)。核自旋然后首先圍繞z方向進(jìn)動并且又逐漸弛豫，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。空間編碼借助快速轉(zhuǎn)換的梯度磁場進(jìn)行，所述梯度磁場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疊加。
[0003]在原始數(shù)據(jù)的采集中一般公知的基本問題在于，在身體組織中的激勵(lì)的核在磁場中不具有統(tǒng)一的共振頻率，而是按照其化學(xué)環(huán)境對于不同的組織類型或物質(zhì)種類可以是不同的。這通常稱為化學(xué)位移。在此物質(zhì)種類(或簡稱物質(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的原子核或分子核或者任何類型的預(yù)先定義的化學(xué)物質(zhì)。不同的物質(zhì)種類的典型例子是物質(zhì)種類脂肪和水。在此物質(zhì)種類完全可以包含多個(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)種類時(shí)。不同的物質(zhì)種類由此也理解為復(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于不同的物質(zhì)種類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齊。這通過精確地事先相應(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值可以在忽略組織弛豫的情況下在此如下來描述:
[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))。按照它們來給出位置坐標(biāo)的單位例如可以簡單地通過在各個(gè)方向上圖像點(diǎn)的數(shù)量來定義。值Φ0給出了圖像中的相位，所述相位根據(jù)場不均勻性和根據(jù)可能在信號和接收鏈中出現(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。由于可能的場不均勻性、梯度延遲、渦流等，對于兩點(diǎn)迪克松方法來說非常重要的是，對于每個(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，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簡單的模型出發(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)種類具有多個(gè)彼此緊挨的共振頻率，即，實(shí)際上必須通過多峰譜模型描述。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，首先識別所有這樣的體素，對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，通過合適選擇回波時(shí)間來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)間的選擇來說存在不小的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，實(shí)現(xiàn)一種方法和合適的圖像處理裝置，用于對于兩種互相不同的化學(xué)物質(zhì)種類的圖像數(shù)據(jù)的(立即或后來)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)(以下簡稱為“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)類似于開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)種類的信號不是強(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)種類中的至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類的譜信號模型的條件下確定候選相位差值。按照本發(fā)明該信號模型包含至少一個(gè)可設(shè)定的回波時(shí)間參數(shù)，即，在信號模型中參數(shù)可以作為表單變量(Formvar i ab I e )在方法的開始被輸入或通過接口被接收，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)還是根本沒有精確解，取決于信號的商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]作為信號模型既可以使用簡單的模型，如在開頭提到的出版物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，其中首先至少對于一個(gè)種子圖像點(diǎn)、必要時(shí)也對于多個(gè)種子圖像點(diǎn)確定相位差值。這一點(diǎn)通常基于候選相位差值進(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)的生長方法中對于各個(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)然無需進(jìn)行選擇，或者說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)域生長方法類似。
[0019]在此強(qiáng)調(diào)，對于各個(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)生長方法的范圍內(nèi)可以并行運(yùn)行，即，對于一個(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)的生長方法的范圍內(nèi)對于圖像點(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單的方式即使在任意的非常復(fù)雜的信號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)種類的不同的分開的圖像數(shù)據(jù)，例如水圖像和脂肪圖像。通過任意的信號模型的可使用性，該方法可以是非常精確的，因?yàn)榭梢允褂眠@樣的信號模型，該信號模型允許盡可能好地匹配于實(shí)際的條件，例如多峰信號模型。
[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說不再在回波時(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于在檢查對象的定義區(qū)域中兩個(gè)不同的化學(xué)物質(zhì)種類確定分開的圖像數(shù)據(jù)。為此基于對于定義區(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)種類的圖像數(shù)據(jù)，即，物質(zhì)種類的各自的圖像的強(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)生檢查對象的定義區(qū)域的兩個(gè)彼此不同的化學(xué)物質(zhì)種類的圖像數(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)種類中至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類的信號模型的條件下確定候選相位差值，其中信號模型包含至少一個(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)的生長方法對于各個(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產(chǎn)生兩個(gè)互相不同的化學(xué)物質(zhì)的分開的圖像數(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)然后可以被存儲和/或發(fā)送給操作者和/或通過網(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)備除了用來通常在患者測量空間中施加基本場磁體的基本場磁體系統(tǒng)、用來發(fā)出高頻信號的發(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)然還可以具有專業(yè)人員公知的多個(gè)沒有詳細(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)造為通過合適的軟件來控制的、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磁共振設(shè)備控制裝置也能夠以簡單的方式通過軟件更新來改型，以便以按照本發(fā)明的方式工作。就此而言上述技術(shù)問題也可以通過存儲在便攜式存儲器中和/或通過用于傳輸?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。在此特別地可以類似于一類權(quán)利要求類別的從屬權(quán)利要求來擴(kuò)展另一類權(quán)利要求類別的權(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。例如在具有坐標(biāo)ν的圖像點(diǎn)處的復(fù)數(shù)值的信號S1(V)和S2(V)通過等式描述
[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。僅為了簡單起見援用對于水和脂肪的通常記號，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)中此外為簡單起見假定，僅對于兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類中的一種，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，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，信號的相位或者說相位旋轉(zhuǎn)分別通過CpI (V)和(p2(v)給出。
[0038]復(fù)數(shù)的系數(shù)C1和C2在此優(yōu)選通過等式
[
【權(quán)利要求】
1.一種用于借助成像磁共振測量來確定檢查對象(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)種類中的至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類的信號模型的條件下，確定候選相位差值(Δ Φκ1(ν), Δ ΦΚ2(ν))，所述信號模型包含能設(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)的生長方法中對于其他各個(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，在所述生長方法內(nèi)分別對于起始圖像點(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))而對于相位差值(Λ Φ (ν))的確定來優(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)度值的評估，和/或其中，按照所述質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)考慮，對于所涉及的圖像點(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)，分別對于新的圖像點(diǎn)(νκ)確定相位差值(Λ Φ (Ve) )0
12.一種用于對于檢查對象(O)的定義區(qū)域(ROI)中兩種不同化學(xué)物質(zhì)種類確定圖像數(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)化方法對于所述化學(xué)物質(zhì)種類的圖像數(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)種類中至少一個(gè)化學(xué)物質(zhì)種類的、包含能設(shè)定的回波時(shí)間參數(shù)的信號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)的生長方法對于其他各個(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】G01R33/56GK103885016SQ201310652391
【公開日】2014年6月25日 申請日期: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 申請人:西門子公司