[发明专利]一种在强不均匀磁场下磁共振图像扭曲的矫正方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振图像，尤其是涉及一种在强不均匀磁场下磁共振图像扭曲的矫正方法。

背景技术

磁共振成像具有良好临床安全性，广泛应用在医学诊断上。磁共振采集到的数据的空间称为k空间，磁共振图像的空间称为图像空间。自旋回波EPI序列是一种快速序列，只需要激发一个RF脉冲就可以采集整个k空间数据，能够有效地克服磁共振成像速度慢的缺点。传统的磁共振图像重建方法是对采集到的二维数据进行傅里叶变化。然而，EPI成像对不均匀场很敏感，傅里叶变化重建的图像在不均匀场区域通常会存在扭曲。

Zibetti(Zibetti MVW,De Pierro AR.A New Distortion Model for Strong Inhomogeneity Problems in Echo-Planar MRI[J].IEEE Transactions on Medical Imaging,2009,28(11):1736-1753.)提出了一种强不均匀场问题的模型，通过点扩散函数和离散分辨率的思想，可以在已知不均匀场的情况下重建图像。但是他通过调制离散分辨率水平来简化和加速算法的同时，也损失了许多细节信号，导致重建图像残留比较严重的伪影。

Donoho(Donoho DL.Compressed sensing[J].IEEE Transactions on Information Theory,2006,52(4):1289-1306.)提出了压缩感知模型，若图像在变换域内是稀疏的，并且采样方式和稀疏变化的相干性足够小，就能够通过低于奈奎斯特采样率的数据来重建图像。Lustig(Lustig M,Donoho D,Pauly JM.Sparse MRI:The application of compressed sensing for rapid MR imaging[J].Magnetic Resonance in Medicine,2007,58(6):1182-1195.)将压缩感知应用磁共振成像中。目前压缩感知在磁共振图像重建的主要应用包括超分辨重建，欠采样重建和去噪。

在求取复数相位时候，求得的值总是限定在[-π,π]之间。事实上，超过这个区间的相位值会被取余从而被限定在区间内，由此产生了相位缠绕现象。Maier(Maier F,Fuentes D,Weinberg JS,et al.Robust phase unwrapping for MR temperature imaging using a magnitude-sorted list,multi-clustering algorithm[J].Magnetic Resonance in Medicine,2015,73(4):1662-1668.)提出了一种相位解缠绕方法，能够有效地从限定在[-π,π]的相位恢复到解缠绕的平滑的相位值。

2009年，Yang(Yang X-S,Deb S,Engineering Optimisation by Cuckoo Search[J].Mathematical Modelling&Numerical Optimisation,2010,1(4):330-343)提出了一种新的启发式智能算法算法——布谷鸟搜索。其主要思想是通过模拟布谷鸟寄生育雏的行为以及Lévy飞行机制来有效地解决最优化问题。

共轭梯度法是一种技术成熟的求解线性方程组的方法。Shewchuk JR.(Shewchuk JR,An introduction to the conjugate gradient method without the agonizing pain[M].Carnegie-Mellon University.Department of Computer Science.1994.)详细介绍了共轭梯度法的原理和实现方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在强不均匀磁场下磁共振图像扭曲的矫正方法。

本发明包括以下步骤：

1)计算不均匀场演化时间：t(k_x,k_y)表示自从施加RF脉冲后到k空间采样位置为(k_x,k_y)的不均匀场演化时间时间，表示为：