[发明专利]一种质量图引导下相位解缠绕的优化算法、系统

说明书

本申请涉及一种质量图引导下相位解缠绕的优化算法、系统，涉及图像处理领域技术领域，解决了待处理的相位图像中含有强烈的噪声、相位快速变化、或不连通区域时，相邻像素的真实相位差有可能大于π，这种情况下，从缠绕相位图像中准确地恢复出真实相位是非常困难的问题，其方法包括：根据MRI图像计算得到相位导数方差质量图；通过相位导数方差质量图引导，应用相位解缠绕算法由相位质量值最低的点开始解缠绕向高质量的区域过渡，直至高质量的区域全部完成解缠绕，得到相位图。本申请具有如下效果：提高了对MRI图像解相位的精确性，从而更好的保障了所得到的MRI相位图的精确度，更好的满足了实时显示热力图的需求。

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种质量图引导下相位解缠绕的优化算法、系统。

背景技术

磁共振成像(MRI)技术由于没有因放射性引起的电离损害作用等优点，在临床诊断中得到广泛应用。

就临床诊断来说，磁共振成像(MRI)具有较高的组织分辨力，在术前定位病灶方面具有独特优势。MRI引导下的射频消融技术可以对肿瘤等病灶进行消融治疗。而射频消融时病灶组织的加热温度控制和实时显示是关键的部分，并且热力图和MRI相位图成正比，因此需要对MRI图像解相位来实时计算热力图。

已知的，在对MRI图像解相位的过程中，由于相位的周期性，根据磁共振成像所获取的相位数据被限制于(-π,π]的相位主值区间内，因此需要对缠绕相位进行解耦，以获得正确的相位图。

相关技术中，针对相位的解缠绕算法主要有如下几种：路径追踪；代价函数优化方案；马尔科夫随机场算法；最小二乘方法；最小生成树方法；使用泊松等式解缠绕等，上述算法通常基于假设：真实的相位是平滑的，任意相邻两点间的相位差不大于π。

针对上述中的相关技术，发明人发现有如下缺陷：以上解缠绕算法实现解缠绕的前提均是相邻像素真实相位差小于π，而事实上，当待处理的相位图像中含有强烈的噪声、相位快速变化、或不连通区域时，相邻像素的真实相位差有可能大于π。这种情况下，从缠绕相位图像中准确地恢复出真实相位是非常困难的。

发明内容

为了提高对MRI图像解相位的精确性，从而更好的保障了所得到的MRI相位图的精确度，更好的满足了实时显示热力图的需求，本申请提供一种质量图引导下相位解缠绕的优化算法、系统。

第一方面，本申请提供一种质量图引导下相位解缠绕的优化算法，采用如下的技术方案：

一种质量图引导下相位解缠绕的优化算法，包括：

根据MRI图像计算得到相位导数方差质量图；

通过相位导数方差质量图引导，应用相位解缠绕算法由相位质量值最低的点开始解缠绕向高质量的区域过渡，直至高质量的区域全部完成解缠绕，得到相位图。

通过采用上述技术方案，由于选用相位导数方差质量图作为用于引导的相位引导图，其利用了区域内的相位梯度方差信息，可以克服常规选用的如伪相关质量图和最大相位梯度质量图所存在的容易错误地将相位梯度大但没有出现欠采样且无噪声的可靠区域标识为低质量区域的弊端，在相位导数方差质量图的引导下，并且考虑磁共振图像组织部分的相位变换比较平缓，背景部分比较相位差比较大,采用由低相位质量数开始解缠绕并延伸扩展至高质量的区域的方式，能够以较高的解缠精度完成所有区域的解缠绕，得到相对精确的相位图。

可选的，根据MRI图像计算得到相位导数方差质量图包括：

基于MRI图像计算得到初始相位图，其中，定义MRI图像为IMG，高M，宽N,表示取矩阵IMG第m行n列的数值，m,n都为整数；令坐标为(m,n)的点及上下左右坐标的领域集如下设置：

；

计算X方向相位梯度图；

计算y方向相位梯度图；

计算X方向相位梯度图(m,n)点领域均值；

计算y方向相位梯度图(m,n)点领域均值；