[发明专利]一种医用磁共振模体图像量化自动评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及放射医学计量检测领域的医用磁共振模体图像评价方法，特别是涉及一种医用磁共振模体图像量化自动评价方法。

背景技术

由于核磁磁共振设备具有无电离辐射、对人体无害、软组织分辨能力强的特点，因而被广泛应用于医院不同科室的图像学检查中，成为医生的重要诊断手段之一。保障医用磁共振设备性能良好，从而保障医用磁共振图像质量，成为计量检测工作的重点。

为了衡量磁共振成像设备的性能，国际上一般采用由美国模体实验室生产的Magphan SMR 100/170模体进行扫描检测分析。SMR100模体的模体内核与170一致，仅外观结构不同，因此国内多采用几何稳定性更好的柱形SMR 170模体。

Magphan SMR 170模体作为目前国内使用范围最广的检测模体，其内部测试方体主要分为5层，分别为：均匀性层(见图1所示)、高对比度分辨力层(见图2所示)、低对比度分辨力层(见图3所示)、空间线性层(见图4所示)和敏感度层(因为敏感度层的检测未在国内或国内相关标准中涉猎，所以本发明不涉及这部分内容)。将模体置于医用磁共振设备中进行扫描，可获得多幅检测图像，进而实现对图像均匀性、层厚、信噪比、高对比度分辨力、低对比度分辨力、空间线性和纵横比等主要计量参数的定量评价。其中，图像均匀性、层厚和信噪比通过均匀性层图像进行检测；高对比度分辨力通过高对比度分辨力层图像进行检测；低对比度分辨力通过低对比度分辨力层图像进行检测；空间线性和纵横比通过空间线性层图像进行检测。Magphan模体具有较好的集成性和可拆卸性，一次扫描即可得到所有参数评价用图像，避免多次扫描，因此应用十分广泛。

现有的医用磁共振模体图像评价方法，主要步骤如下：

步骤1：图像的导入和筛选

磁共振设备对模体进行一次扫描通常会生成十几幅到四十几幅数目不等的图像。检测人员首先要将这些图像全部导入磁共振设备自带的DICOM读图软件中。在这一系列模体图像中，前述每个检测层都会生成至少3幅图像，检测人员需要在这若干幅图像中凭经验筛选出一幅用于后续检测的最能代表该检测层信息的图像，图像编号、存储位置等信息都需要检测人员手动记录。

步骤2：进行均匀性层图像的检测

步骤2-1：进行图像均匀性的检测

如图1所示，均匀性层模块主要包含一个边长为10cm的均匀材质的正方形区域，在正方形四边的外侧，分别有1个深色的近似于矩形的区域，用以检测层厚。图像的其余部分均表征硫酸铜溶液信号。

图像均匀性是指当被检测物体具有均匀的磁共振特性时，MRI系统在扫描整个物体时产生一个均匀信号响应的能力，通常用U(uniformity)表示。如图5所示，在进行图像均匀性检测时，检测人员需要手动将窗宽调节至最小，调节窗位找出正方形区域内最高信号强度区域，将感兴趣区(面积不小于100mm²)定位在此高强度区域，然后将感兴趣区的信号强度的均值定为S_max。同样，检测人员需要手动把窗宽调节至最小，调节窗位找出窗口内最低信号强度区域，将感兴趣区(面积为100mm²)定位在此低强度区域，然后将感兴趣区的信号强度的均值定为S_min。由公式(1)计算出图像均匀性：

式中：

U——图像均匀性；

S_max——信号强度均值的最大值；

S_min——信号强度均值的最小值。

步骤2-1：进行层厚的检测

如图6所示，在进行层厚检测时，检测人员需要手动把窗宽调节至最小，调节窗位为恰好使图像中层厚检测区域带刚好消失的窗位与背景信号强度均值之和的一半，测量图像中层厚检测区域的长度，即半高全宽(FWHM，full width half maximum)。由于层厚检测区域并非单一像素行或像素列，因此，确定某一行或列像素的长度作为半高全宽完全取决于检测人员的经验。而不同行(或列)的长度值存在明显差异。

步骤3-1信噪比的检测