[发明专利]一种磁共振成像系统梯度场球谐系数的获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种系数的获取方法，特别涉及一种磁共振成像系统梯度场球谐系数的获取方法。

背景技术

在核共振系统中，梯度场的非线性往往会引起图像的几何变形。不论是在不同的磁共振成像设备上还是相同磁共振成像设备而不同视野(FOV)内，图像的几何变形是不同的。因此，针对梯度场的非线性问题的图像校正技术对提高磁共振图像导航手术的精度以及多磁共振之间图像研究的可行性判断在实际应用中都具有相当的必要性。磁共振图像梯度变形校正的基本过程是：先通过某种方法求出磁共振成像设备空间中有限个控制点的位置偏移量，接下来计算待校正图像的每一个像素在磁共振成像设备空间内的坐标，通过插值方法根据每一个像素点的坐标计算该像素空间的偏移量；根据磁共振成像设备坐标系与图像坐标系的转换关系，将该像素空间偏移量换算为图像坐标系内的偏移量，之后将该偏移量补偿到该像素的图像坐标中，即完成了磁共振图像梯度变形校正过程。

计算磁共振成像空间内控制点的偏移量的方法可以分为两种：第一种是使用三维立体水模，三维立体水模提供了三维空间内的控制点，通过对立体水模的磁共振图像内控制点的分析，可以得到有限空间控制点上的图像变形量，根据磁共振成像设备坐标系与图像坐标系的转换关系，将该像素的图像坐标系内的偏移量换算为空间偏移量；另一种方法是应用磁场的描述函数-球谐函数来计算成像空间内有限个控制点的偏移量。由于第一种方法依赖三维水模，实施成本远高于第二种方法，而且需要对三维水模多次成像和分析才能获得控制点的位置偏移量，所以实施的效率很低。在应用第二种方法，即球谐函数进行计算之前，首先要给出球谐函数内的相关校正参数。哈佛大学的研究人员Jorge Jovicich、SilvesterCzanner在他们的论文，Reliability in Multi-Site Structural MRI Studies：Effects of Gradient Non-linearity Correction on Phantom and Human Data，Neuron Image(in press)(多点结构性磁共振成像可靠性研究：梯度非线性校正在水模和人体图像中的效果，《神经图像》中文译文)中提供了计算相关校正参数的方法。该方法是根据梯度线圈的设计参数计算用于图像校正的校正参数，但梯度线圈的设计参数只是图像变形的主要因素之一，此外还有其他因素没有被考虑进去。所以，实际的校正参数与设计参数之间仍存在一定差异。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种针对特定的梯度线圈在图像空间内取有限的点精确计算校正参数，从而获取真实的磁场梯度参数的磁共振成像系统梯度场球谐系数的获取方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种磁共振成像系统梯度场球谐系数的获取方法，是根据从实际图像空间内取有限的点，反求磁共振校正参数即球谐系数a和b，其包括以下步骤：

(a)建立水模坐标系，MRI图像原点为V(x₀，y₀，z₀)，以水模图像内最接近MRI图像中心V(x_c，y_c，z_c)的标志点P_c(u₀，v₀)为水模坐标系原点O_p；以MRI图像中u轴方向为其c轴方向；以图像中v轴方向为其r轴方向；以与c、r轴构成右手坐标系的方向为s轴方向；任意标志点P_i的水模坐标系坐标为(c_i，r_i，s_i)；根据O_p的图像坐标计算其MRI坐标，得到