[发明专利]狄克逊磁共振成像中的水-脂肪交换的自动检测

说明书

本文中公开了一种医学系统(100、300、500)，其包括存储机器可执行指令(120)和卷积神经网络(122)的存储器(110)。所述卷积神经网络被配置用于接收初始狄克逊磁共振图像(124、126)作为输入。所述卷积神经网络被配置用于识别所述初始狄克逊磁共振图像中的一个或多个水‑脂肪交换区域(128)。所述医学系统还包括用于控制所述医学系统的处理器(104)。所述机器可执行指令的运行使所述处理器：接收(200)所述初始狄克逊磁共振图像；并且响应于将所述初始狄克逊磁共振图像输入到所述卷积神经网络中而从所述卷积神经网络接收(204)所述一个或多个水‑脂肪交换区域。

技术领域

本发明涉及磁共振成像，特别地涉及磁共振成像的狄克逊方法。

背景技术

作为用于产生患者的身体内的图像的流程的部分，大静态磁场由磁共振成像(MRI)扫描器使用以对准原子的核自旋。该大静态磁场被称为B0场。

在MRI扫描期间，由发射器线圈生成的射频(RF)脉冲引起对局部磁场的干扰，并且由核自旋发射的RF信号由接收器线圈检测。这些RF信号被用于构建MRI图像。这些线圈还可以被称为天线。另外，发射器和接收器线圈还可以被集成到执行这两个功能的单个收发器线圈中。应理解，术语收发器线圈的使用还指代在其中分离的发射器和接收器线圈被使用的系统。发送的RF场被称为B1场。

MRI扫描器能够构建要么切片要么体积的图像。切片是仅是一个体素厚的薄体积。体素是在其上MRI信号被平均的小体积，并且表示MRI图像的分辨率。体素在本文中还可以被称为像素。

磁共振成像的狄克逊方法包括用于产生分离的水和脂质(脂肪)图像的技术的族。诸如但不限于两点狄克逊方法、三点狄克逊方法、四点狄克逊方法和六点狄克逊方法的各种狄克逊技术在本文中统称为狄克逊技术或方法。在重建水和脂肪图像时通常存在多个解决方案。在水和脂肪图像之间不经意地切换体素是可能的；这在本文中被称为水-脂肪交换。

美国专利申请公开US20170082713A1公开了一种用于将检查物体的至少一幅组合图像自动分配给组合图像中表示的自旋物种的方法和装置，根据现有数据库确定并且涉及自旋物种到组合图像的分配的关系被加载到计算机中。在至少两个回波时间之一处的至少两个MR数据集在每种情况下在借助于多对比测量的激励之后被提供给计算机。从至少两个MR数据集在计算机中确定至少一幅组合图像。基于加载的关系在计算机中分配至少一幅组合图像中表示的自旋物种。通过使用从现有数据库确定的关系，启用正确自旋物种的自动明确全局分配。

B.Glocker等人的文章“Correction of fat-water swaps in Dixon MRI”(在MICCAI 2016中)解决了狄克逊MRI中的脂肪-水发明的问题。这对应于本发明的目标。然而，本文提出了一种基于回归方法并且学习图像外观的条件分布的方案(Dixon-Fix)。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供一种医学系统、一种计算机程序产品和一种方法。在从属权利要求中给出实施例。

在狄克逊磁共振成像协议期间重建脂肪图像和水图像时的困难是水-脂肪交换。水-脂肪交换区域的水-脂肪交换是在狄克逊磁共振图像(或狄克逊图像)内水区域和脂肪区域已被错误识别的区域或体素组。实施例提供了使用卷积神经网络来自动识别一个或多个水-脂肪交换的方法。一个或多个水-脂肪交换是对磁共振图像中的体素的识别。一个或多个水-脂肪交换能够例如以体素位置的形式给出。更方便地，能够使用掩模来识别一个或多个水-脂肪交换。掩模是可以识别一个或多个水-脂肪交换的位置的图像。如果不存在水-脂肪交换，则掩模能够是空的和/或指示不存在水-脂肪交换。在本文中对掩模的引用是指在狄克逊磁共振图像中存在水-脂肪交换的情况下可以用于识别水-脂肪交换的位置的图像。

所述卷积神经网络可以识别所述一个或多个水-脂肪交换区域的位置，以帮助人类解释或校正狄克逊图像。所述卷积神经网络也可以并入到自动算法中，其迭代地从狄克逊图像移除所述水-脂肪交换区域。