[发明专利]基于单扫描混合时空编码磁共振成像的图像畸变校正方法

摘要

本发明涉及一种基于单扫描混合时空编码磁共振成像的图像畸变校正方法，其特征在于包括：步骤1、首先对成像物体进行感兴趣区域定位；步骤2、在核磁共振成像仪上导入事先编译好的单扫描混合时空编码序列；步骤3、进行数据采样；步骤4、确定每个采样回波有效的峰值中心位置；步骤5、计算不均匀场下每个回波峰值中心位置相对于理想情况下回波中心位置的偏离点数；步骤6、计算不均匀场下每个回波峰值位置偏移引起的读梯度偏移面积；步骤7、计算每个回波信号的有效回波时间；步骤8、计算等效不均匀场磁化率梯度值Ginh；步骤9、利用步骤8计算得到的等效不均匀场梯度值对畸变的图像进行校正。本发明具备对传统相位编码方向不均匀场的鲁棒性。

主权项

1.一种基于单扫描混合时空编码磁共振成像的图像畸变校正方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、首先对成像物体进行感兴趣区域定位，然后进行自动匀场、功率和频率校正；步骤2、在核磁共振成像仪上，导入事先编译好的单扫描混合时空编码序列；所述事先编译好的单扫描混合时空编码序列包括时空编码模块、第一回波延时模块、180度层选重聚模块、第二回波延时模块、采样回波链；所述混合时空编码模块是由90度的线性扫描脉冲与作用在y方向的梯度G_exc组成，用于完成对y方向的空间编码；其中所述第一回波延时模块的作用范围是从线性扫描脉冲的中间点至180度层选重聚模块的中间点；所述的180度层选重聚模块是由180度的sinc脉冲与作用在z方向的层选梯度G_ss组成，用于完成空间层选及信号重聚，且在180度的sinc脉冲前后都有x,y,z三个方向的破坏梯度作用；所述第二回波延时模块的作用范围是从所述180度的sinc脉冲中间点到所述采样回波链的中间点；第一回波延时模块的作用时间与第二回波延时模块的作用时间之和等于整个所述采样回波链的采样时间；所述采样回波链由分别作用在x方向的重聚梯度G_ro和作用在y方向的梯度回波链组成；步骤3、执行步骤2设置好的单扫描混合时空编码序列，进行数据采样，数据采样完成后，执行下一步骤，否则继续采样；从而得到混合时空编码磁共振数据；步骤4、当数据全部采样完成后，首先采用能量谱分析方法确定每个采样回波有效的峰值中心位置，将第n个采样回波的峰值中心位置标记为所述能量谱分析方法是指对每个回波信号按照以下公式逐点进行能量计算：其中M_ro表示每个回波的采样点数，st_ro(n,p)为第n个回波信号的离散表达式，power(n,k)表示对第n个回波信号st_ro(n,p)逐点删除后剩下信号的能量和；当采样点数减少到时，回波信号的能量急速下降，此时就认为是该回波信号的峰值中心位置点；步骤5、计算不均匀场下每个回波峰值中心位置相对于理想情况下回波中心位置的偏离点数：其中为均匀场下每个回波的峰值中心位置；由于在均匀场下，每个采样回波没有受到不均匀场的影响，因此每个回波的峰值中心点位置都是相同的，都为M_ro/2；步骤6、计算不均匀场下每个回波峰值位置偏移引起的读梯度偏移面积：Area(n)＝△k_n×G_ro其中G_ro为读梯度的强度，Area(n)表示第n个回波中心位置偏移引起的读梯度偏移面积；该梯度偏差是由于等效的不均匀场磁化率梯度引起的，因此每个读梯度的偏移面积Area(n)进一步表示为：其中G_inh为等效不均匀场磁化率梯度的强度，为第n个回波采集到的磁化矢量所经历的有效的驰豫时间；步骤7、计算每个回波信号的有效回波时间：其中T_pre为180度sinc重聚选层脉冲中心至第一个采样回波梯度之间的延迟时间，T_esp为每个采样回波的时间间隔，dt为读梯度采样时间间隔，N_pe为时空编码解码步数，TE为理想回波时间，为均匀场下线性扫频脉冲中心至第N_pe/2个采样回波峰值中心点的持续时间，T_exc为线性扫频脉冲的持续时间；步骤8、计算等效不均匀场磁化率梯度值G_inh：步骤9、利用步骤8计算得到的等效不均匀场梯度值对畸变的图像进行校正：先对x方向的每个回波信号进行畸变校正，然后再沿着y方向进行时空编码重建，在对沿x方向的每个回波信号进行畸变校正时，参照以下公式：其中s(t_x,n)为第n个回波采集到的磁共振信号；L_x为读方向的视野大小；ρ(x)为x方向畸变校正后的图像数据；γ为氢核的旋磁比；T_ro为读梯度的持续时间，T_ro＝M_ro×dt，G_inh为等效不均匀场磁化率梯度值，G_ro为读梯度的强度；为第n个回波采集到的磁化矢量所经历的有效的驰豫时间；t_x为第n个回波的采样时刻，i表示相位。