CN108375746B - 一种相位反卷折方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种相位反卷折方法与设备。方法可包括：获取对象的多个回波信号，多个回波信号在不同回波时间内产生；根据多个回波信号产生多个卷折相位图，每个卷折相位图包括一个或多个第一卷折值；根据多个卷折相位图产生相位差映射图，相位差映射图包括一个或多个第二卷折值；对相位差映射图中的第二卷折值进行反卷折操作，产生反卷折相位差映射图；根据反卷折相位差映射图确定的第一场分布映射图；以及根据第一场分布映射图，对每个卷折相位图中的第一卷折值进行反卷折操作，以产生多个反卷折相位图。

Description

一种相位反卷折方法与设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年1月18日递交的美国临时申请No.62/477,878的优先权，其全部内容通过参考在此引入。
技术领域
本申请涉及磁共振成像(MRI)技术领域，并且尤其涉及可提高图像质量的相位反卷折方法与设备。
背景技术
对于包括回波信号在内的复数信号而言，其相位信息可通过反三角函数运算得到，相位信息的存储数值范围只有2π大小，如果实际的相位值超出了这个范围，该相位的存储值将会被卷折到存储范围内，从而产生一个误差，在图像上则形成跳变伪影。为了提高图像的质量，需要进行相位反卷折或解缠计算，即通过相位反卷折操作可确定复数信号的实际相位值。然而，对于信噪比受限的情况，比如：高分辨率成像时，或者对于一些信噪比较低的成像区域如空气-组织交界等地方，相位的空间连续性会因为噪声造成的额外相位信息而被降低甚至破坏，从而导致错误的反卷折结果。因此，需要提供准确的相位反卷折方法和设备。
发明内容
本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
根据本申请的一个方面，提出一种用于磁共振成像的相位反卷折方法，该方法可包括一个或多个如下的操作：获取对象的多个回波信号，所述多个回波信号在不同回波时间内产生；根据所述多个回波信号产生多个卷折相位图，每个卷折相位图包括一个或多个第一卷折值；根据所述多个卷折相位图产生相位差映射图，所述相位差映射图包括一个或多个第二卷折值；对所述相位差映射图中的第二卷折值进行反卷折操作，产生反卷折相位差映射图；根据所述反卷折相位差映射图确定的第一场分布映射图；以及，根据所述第一场分布映射图，对每个卷折相位图中的第一卷折值进行反卷折操作，以产生多个反卷折相位图。
在一些实施例中，所述相位差映射图包含多个相位差值，所述相位差值与至少两个回波信号相对应。
在一些实施例中，所述产生多个反卷折相位图包括：选取多个卷折相位图中的一个作为参考相位映射图；根据所述参考相位映射图和所述第一场分布映射图确定每个卷折相位图的相对相位偏移；根据所述每个卷折相位图的相对相位偏移和所述参考相位映射图产生每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图；根据所述参考相位映射图和局部反卷折相位映射图，产生基线相位映射图；以及根据所述基线相位映射图、所述参考相位映射图和每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图，产生多个反卷折相位图。
在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述参考相位映射图和所述局部反卷折相位映射图产生第二场分布映射图。
在一些实施例中，所述产生反卷折相位差映射图包括：基于所述相位差映射图产生中间相位差映射图；根据所述中间相位差映射图产生局部质量映射图，所述局部质量映射图包括多个质量值，且所述中间相位差映射图中每个像素分别对应所述多个质量值中的一个；基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图；以及根据所述反卷折中间相位差映射图对所述相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折相位差映射图。
在一些实施例中，所述产生中间相位差映射图包括：对所述相位差映射图执行滤波处理。
在一些实施例中，所述基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图包括：根据所述局部质量映射图在所述中间相位差映射图中确定一个或多个像素点以作为起始种子点，所述像素点对应优化质量值；将所述起始种子点标记为反卷折点。
在一些实施例中，基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图还包括：对所述起始种子点的至少一个相邻像素点执行相位反卷折处理，所述起始种子点与对应的反卷折后的相邻像素点的相位差小于π。
在一些实施例中，基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图还包括：将所述起始种子点对应的反卷折后的相邻像素点确定为更新种子点。
在一些实施例中，基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图还包括：确定所述种子点的数量是否小于第一阈值；响应于所述种子点的数量小于第一阈值，对所述更新种子点的相邻像素点执行相位反卷折处理。
在一些实施例中，所述方法还包括：确定所述种子点的数量是否大于第一阈值；以及响应于所述种子点的数量大于第一阈值，对于部分更新种子点的相邻像素点根据对应的局部质量值执行相位反卷折处理。
在一些实施例中，根据所述反卷折中间相位差映射图对所述相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折相位差映射图包括：对所述相位差映射图中的至少一个像素点执行相位反卷折处理，所述像素点包括第二卷折值；所述相位差映射图与所述反卷折中间相位差映射图中像素点的相位差小于π。
根据本申请的另一个方面，提出一种用于磁共振成像的相位反卷折***，所述***包括：存储器，用于存储指令；以及处理器，被配置为与所述存储器进行交互并执行所述指令，所述处理器被配置为使所述***实现：根据多个回波信号产生多个卷折相位图，每个卷折相位图包括一个或多个第一卷折值，每个卷折相位图对应一个或多个回波信号；根据所述多个卷折相位图产生相位差映射图，所述相位差映射图包括一个或多个第二卷折值；对所述相位差映射图中的第二卷折值进行反卷折操作，产生反卷折相位差映射图；根据所述反卷折相位差映射图确定的第一场分布映射图；以及根据所述第一场分布映射图，对每个卷折相位图中的第一卷折值进行反卷折操作，以产生多个反卷折相位图。
在一些实施例中，为产生多个反卷折相位图，所述处理器被配置为使所述***实现：选取多个卷折相位图中的一个作为参考相位映射图；根据所述参考相位映射图和所述第一场分布映射图确定每个卷折相位图的相对相位偏移；根据所述每个卷折相位图的相对相位偏移和所述参考相位映射图产生每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图；根据所述参考相位映射图和局部反卷折相位映射图，产生基线相位映射图；以及根据所述基线相位映射图和每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图，产生多个反卷折相位图。
在一些实施例中，所述处理器还被配置为使所述***实现：根据所述基线相位映射图、所述参考相位映射图和所述局部反卷折相位映射图产生第二场分布映射图。
在一些实施例中，为产生反卷折相位差映射图，所述处理器被配置为使所述***实现：基于所述相位差映射图产生中间相位差映射图；根据所述中间相位差映射图产生局部质量映射图，所述局部质量映射图包括多个质量值，且所述中间相位差映射图中每个像素分别对应所述多个质量值中的一个；基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图；以及根据所述反卷折中间相位差映射图对所述相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折相位差映射图。
在一些实施例中，为实现基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图，所述处理器被配置为使所述***实现：根据所述局部质量映射图在所述中间相位差映射图中确定一个或多个像素点以作为起始种子点，所述像素点对应优化质量值；将所述起始种子点标记为反卷折点；对所述起始种子点的至少一个相邻像素点执行相位反卷折处理。
在一些实施例中，所述处理器被配置为使所述***实现：将所述起始种子点对应的反卷折后的相邻像素点确定为更新种子点。
根据本申请的再一个方面，提出一种非暂态计算机可读介质，其至少包括一组指令，其中当电子终端的一个或多个处理器执行所述指令时，所述指令***使所述处理器执行如下操作：获取回波信号；根据所述回波信号产生原始相位映射图；根据所述原始相位映射图产生相位差映射图；对所述相位差映射图执行相位反卷折操作，产生反卷折相位差映射图；根据所述原始相位映射图和所述反卷折相位差映射图产生与所述原始相位映射图对应的反卷折相位图。
在一些实施例中，所述产生反卷折相位差映射图包括：根据所述相位差映射图产生局部质量映射图；以及基于所述局部质量映射图对所述相位差映射图执行相位反卷折处理。
附图描述
在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。
图1是根据本申请的一些实施例所示的相位反卷折***100的结构框图；
图2是根据本申请的一些实施例所示的计算设备的结构示意图；
图3A是根据本申请的一些实施例所示的双极性读出梯度示意图；
图3B是根据本申请的一些实施例所示的单极性读出梯度示意图；
图4是根据本申请的一些实施例的相位反卷折设备130结构框图；
图5是根据本申请的一些实施例的产生反卷折相位图的流程示意图；
图6是根据本申请的一些实施例的反卷折模块440结构框图；
图7A是根据本申请的一些实施例的产生反卷折相位图的流程示意图；
图7B是根据本申请的另一些实施例的产生反卷折相位图的流程示意图；
图8是根据本申请的一些实施例的基于种子点算法产生反卷折相位映射图的流程示意图；
图9是根据本申请的一些实施例的产生反卷折相位图的流程示意图；
图10是根据本申请的一些实施例的在多回波梯度脑部成像时产生的不同回波对应的每个阶段的幅值映射图和相位映射图；
图11是根据本申请的一些实施例的在多回波梯度脑部成像时产生的每个阶段的相位差映射图；
图12是根据本申请的一些实施例的在多回波梯度脑部成像时相位图反卷折流程示意图；
图13是根据本申请的一些实施例的脑部磁敏感加权成像示意图；
图14是根据本申请的一些实施例的脑部定量磁化率示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。应当理解，给出这些示例性实施例仅仅是为了使相关领域的技术人员能够更好地理解进而实现本申请，而并非以任何方式限制本申请的范围。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
虽然本申请对根据本申请的实施例的***中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在客户端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述***和方法的不同方面可以使用不同模块。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的***所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
根据本申请的一些实施例，图1所示的是相位反卷折***100的示意图。
相位反卷折***100可以包括一个或多个信号采集设备110、网络120、相位反卷折设备130和数据库140。
信号采集设备110可以采集信号。采集到的信号可以通过网络120发送到相位反卷折设备130进行进一步处理，也可以存储到数据库140中。信号采集设备110可以包括但不限于医学成像设备、雷达设备、光学信号采集设备等。医学成像设备可以包括但不限于磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)设备。所述信号可以包括但不限于电磁波等。
相位反卷折设备130可以对输入的数据(例如，信号采集设备110采集到的和/或数据库140中存储的信号)进行处理、分析以生成处理结果。例如，如果信号采集设备110是磁共振成像设备，相位反卷折设备130可以根据信号数据生成图像。又例如，相位反卷折设备130可以对生成的图像进行相位反卷折处理。
数据库140可以包括一个或多个具有存储功能的设备。数据库140可以存储从信号采集设备110收集的信号数据和相位反卷折设备130工作中产生的各种数据。数据库140可以是本地的，也可以是远程的。数据库140可以包括但不限于层次式数据库、网络式数据库和关系式数据库等其中的一种或几种的组合。数据库140可以将信息数字化后再以利用电、磁或光学等方式的存储设备加以存储。数据库140可以用来存放各种信息，例如程序和数据等。数据库140可以是利用电能方式存储信息的设备，例如各种存储器、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)等。其中随机存储器包括但不限于十进计数管、选数管、延迟线存储器、威廉姆斯管、动态随机存储器(DRAM)、静态随机存储器(SRAM)、晶闸管随机存储器(T-RAM)、零电容随机存储器(Z-RAM)等中的一种或几种的组合。只读存储器包括但不限于磁泡存储器、磁钮线存储器、薄膜存储器、磁镀线存储器、磁芯内存、磁鼓存储器、光盘驱动器、硬盘、磁带、早期非易失存储器(NVRAM)、相变化内存、磁阻式随机存储式内存、铁电随机存储内存、非易失SRAM、闪存、电子抹除式可复写只读存储器、可擦除可编程只读存储器、可编程只读存储器、屏蔽式堆读内存、浮动连接门随机存取存储器、纳米随机存储器、赛道内存、可变电阻式内存、可编程金属化单元等中的一种或几种的组合。数据库140可以是利用磁能方式存储信息的设备，例如硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘、闪存等。数据库140可以是利用光学方式存储信息的设备，例如CD或DVD等。数据库140可以是利用磁光方式存储信息的设备，例如磁光盘等。数据库140的存取方式可以是随机存储、串行访问存储、只读存储等中的一种或几种的组合。数据库140可以是非永久记忆存储器，也可以是永久记忆存储器。以上提及的存储设备只是列举了一些例子，在相位反卷折***100中可以使用的数据库并不局限于此。
网络120可以是单一网络，也可以是多种网络组合的。网络120可以包括但不限于局域网(LAN)、广域网(WAN)、公用网络、专用网络、无线局域网(WLAN)、虚拟网络、都市城域网(MAN)、公用开关电话网络(PSTN)等中的一种或几种的组合。网络120可以包括多种网络接入点，如有线或无线接入点、基站或网络交换点，通过以上接入点使数据源连接网络120并通过网络发送信息。
需要注意的是，以上对于服务***的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该***的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子***与其他模块连接，对实施上述方法和***的应用领域形式和细节上的各种修正和改变。例如，在一些实施例中，数据库140可以是具有数据存储功能的云计算平台，包括但不限于公用云、私有云、社区云和混合云等。诸如此类的变形，均在本申请的保护范围之内。
根据本申请的一些实施例，图2示出了一种计算机设备的架构。所述计算机设备可用于实现相位反卷折设备130及***100的其它组件。所述计算机可以是一个通用目的的计算机，或是一个有特定目的的计算机。相位反卷折设备130能够被所述计算机设备架构通过其硬件设备、软件程序、固件以及它们的组合所实现。为了方便起见，图2中只绘制了一台计算机设备的架构，但是相位反卷折设备130所需要的信息的相关计算机功能是可以以分布的方式、由一组相似的平台所实施的，分散***的处理负荷。
所述计算机设备架构可以包括通信端口240，与之相连的可以是实现数据通信的网络。所述计算机设备架构还可以包括一个或多个处理器270，用于执行程序指令。处理器270可以是包含一个或多个处理元件或设备(例如硬件处理器)，如中央处理器(centralprocessing unit，CPU)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、***芯片(system on a chip，SoC)、微控制器(microcontroller unit，MCU)等。在一些实施例中，处理器220也可以是特殊设计的具备特殊功能的处理元件或设备。
在一些实施例中，所述处理器270可以是一个服务器，也可以是一个服务器群组。一个服务器群组可以是集中式的，例如数据中心。一个服务器群组也可以是分布式的，例如一个分布式***。所述处理器270可以是云服务器、文件服务器、数据库服务器、FTP服务器、应用程序服务器、代理服务器、邮件服务器等中的一种或几种的组合。所述服务器可以是本地的，也可以是远程的。在一些实施例中，所述服务器可以访问数据库140中存储的信息(例如，存储在数据库140中的信号数据)、信号采集设备110中的信息(例如，信号采集设备110采集的信号数据)。
所述计算机设备架构包括一个内部通信总线210，不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如硬盘220，只读存储器(ROM)260，随机存取存储器(RAM)250，能够被配置为存储所述计算机设备架构处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器270所执行的可能的程序指令。所述计算机设备架构还可以包括一个输入/输出组件230，支持所述计算机设备架构与外部(例如，用户)之间的数据和/或信息交互。在一些实施例中，所述输入/输出组件230可以向所述处理器输入数据，也可以接收所述处理器输出的数据，并将输出的数据以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。在一些实施例中，所述输入/输出组件230可以包括但不限于输入装置、输出装置等中的一种或几种的组合。所述输入装置可以包括但不限于字符输入装置(例如，键盘)、光学阅读装置(例如，光学标记阅读机、光学字符阅读机)、图形输入装置(例如，鼠标器、操作杆、光笔)、图像输入装置(例如，摄像机、扫描仪、传真机)、模拟输入装置(例如，语言模数转换识别***)等中的一种或几种的组合。所述输出装置可以包括但不限于显示装置、打印装置、绘图仪、影像输出装置、语音输出装置、磁记录装置等中的一种或几种的组合。所述计算机设备架构也可以通过通信网络接受程序及数据。
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面对本申请的相位反卷折的方法及设备的描述以磁共振成像为例。显而易见地，下面描述中的相位反卷折的方法及设备仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以将本申请中涉及到的相位反卷折的方法及设备应用于其他类似情景，例如，雷达信号处理，光学信号处理等。
磁共振可以指物质原子核磁矩在主磁场的作用下发生能级***，并在外加射频脉冲的能量条件下产生的能级跃迁的核物理现象。在磁共振成像中，在对扫描对象施加的主磁场、射频脉冲、梯度磁场的作用下，磁共振成像设备可以采集到回波信号。所述扫描对象可以包括但不限于人体、动物、非生物对象等。磁共振成像设备采集到的回波信号可以表示为复数信号，所述复数信号可以包括但不限于空间位置上的信号幅值和空间位置上的信号相位信息。作为示例，磁共振成像设备采集到的复数回波信号可以用公式(1)表示：
Figure BDA0001545726770000061
其中，r可以表示空间位置，例如，图像中一个像素点或体素点的空间位置，S(r)可以表示空间位置r的复数信号，M(r)可以表示空间位置r的信号幅值，
Figure BDA0001545726770000062
可以表示空间位置r的信号相位，i可以表示虚数单位。
磁共振幅值成像可以指利用空间位置上的信号幅值等信息进行成像。磁共振相位成像可以指利用空间位置上的信号相位等信息进行成像。在磁共振相位成像中，可以通过反三角函数从回波信号中提取出相位信息，因此，相位信息的存储数值范围可以为2π，例如，(-π，π]或(0，2π]。如果实际的相位值超出了这个范围，该相位的存储值将会被卷折到存储范围内。因此，通过反三角函数从回波信号中获得的相位信息可能会卷折在一个数值范围为2π的区间内，从而产生一个2nπ的误差(n可以为非0整数)。由所述相位信息生成的图像的质量可能会受到相位卷折的影响，例如，在图像上可能会形成卷折伪影。因此，为了减少或避免在图像上产生伪影，可以通过相位反卷折将图像中卷折的相位值恢复到真实的相位值。
在一些实施例中，根据回波产生的方式，回波可以包括但不限于自旋回波和梯度回波。根据一个重复时间(Repetition Time，TR)内产生的回波的数量，磁共振成像可以包括但不限于单回波成像和多回波成像。重复时间可以表示施加在扫描对象上的两个相邻的射频脉冲的相隔时间。如果一个重复时间内产生一个回波，则磁共振成像属于单回波成像。如果一个重复时间内产生两个或两个以上回波，则磁共振成像属于多回波成像。
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面对本申请的相位反卷折的方法及设备的描述以磁共振多回波梯度回波成像为例。显而易见地，下面描述中的相位反卷折的方法及设备仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以将本申请中涉及到的相位反卷折的方法及设备应用于其他类似情景，例如，单回波梯度回波成像、梯度回波平面成像，自旋回波成像、稳态自由进动成像等。
在磁共振成像中，一个回波序列可以包括但不限于一个或多个射频脉冲、选层梯度、编码梯度、回波等。射频脉冲可以用于将扫描对象的检测对象中的原子核磁化矢量翻转一定角度(例如，45°或90°等)。所述检测对象可以是扫描对象的整体或其中的一部分。作为示例，所述检测对象可以包括器官、组织、病变部位、肿瘤部位或者上述部位的任意组合。例如，所述检测物对象可以是头部、胸部、腹部、心脏、肝脏、上肢、下肢、脊椎、骨骼、血管等，或者上述部位的任意组合。选层梯度可以用于选择检测对象的成像层面。编码梯度可以用于对检测对象中的原子核进行空间编码。在二维成像中，编码梯度可以包括两个编码梯度，例如，频率编码梯度(读出梯度)和相位编码梯度。在三维成像中，编码梯度可以包括三个编码梯度，例如，两个频率编码梯度(读出梯度)和一个相位编码梯度。
对于梯度回波序列，读出梯度除了可以用于空间编码外，还可以用于产生回波。梯度回波可以指利用梯度磁场极性反转的方式形成的信号回波。在一些实施例中，读出梯度可以包括但不限于单极性读出梯度和双极性读出梯度。单极性读出梯度可以指施加在相邻回波上的读出梯度的极性相同。双极性读出梯度可以指施加在相邻回波上的读出梯度的极性相反。
根据本申请的一些实施例，图3-A和图3-B所示的是双极性读出梯度和单极性读出梯度的示例性示意图。在图3-A和图3-B中描述了梯度回波序列中的部分元素(读出梯度和回波)。如图3-A和图3-B所示，一个重复时间内产生了4个回波(例如，302、304、306和308，或312、314、316和318)。如图3-A所示，施加在302、304、306和308上的四个梯度分别为301、303、305和307。施加在相邻两个回波上的读出梯度的极性相反，因此图3-A中的读出梯度为双极性读出梯度。如图3-B所示，施加在312、314、316和318上的四个梯度分别为311、313、315和317。施加在相邻两个回波上的读出梯度的极性相同，因此图3-B中的读出梯度为单极性读出梯度。
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面对本申请的相位反卷折的方法及设备的描述以单极性读出梯度为例。显而易见地，下面描述中的相位反卷折的方法及设备仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以将本申请中涉及到的相位反卷折的方法及设备应用于其他类似情景，例如，双极性读出梯度等。
根据本申请的一些实施例，图4所示的是相位反卷折设备130的示例性示意图。相位反卷折设备130可以包括但不限于信号获取模块410、原始相位映射图生成模块420、相位差映射图生成模块430和反卷折模块440。
信号获取模块410可以获取多个回波信号。在一些实施例中，信号获取模块410可以从信号采集设备110和/或存储设备(例如，数据库140)中获取回波信号。
原始相位映射图生成模块420可以根据回波信号生成原始相位映射图(也可称之为相位卷折图)，该原始相位映射图可包含一个或多个第一卷折值，该第一卷折值与回波信号的相位相对应。对于单回波成像，在一个重复时间内可以产生一个回波，因此，原始相位映射图生成模块420可以根据该回波信号生成该回波对应的一个原始相位映射图。对于多回波成像，在一个重复时间内可以产生两个或两个以上回波，不同回波可以对应不同的回波时间(echo time，TE)。回波时间可以指施加在扫描对象上的第一个射频脉冲中心与回波中心之间的时间间隔。原始相位映射图生成模块420可以根据回波信号生成一个重复时间内不同回波对应的原始相位映射图。例如，假设一个重复时间内产生五个回波，分别为回波1、回波2、回波3、回波4和回波5，每个回波对应的回波时间分别为TE1、TE2、TE3、TE4和TE5。原始相位映射图生成模块420可以生成回波1对应的原始相位映射图、回波2对应的原始相位映射图、回波3对应的原始相位映射图、回波4对应的原始相位映射图和回波5对应的原始相位映射图。
相位差映射图生成模块430可以根据回波信号生成相位差映射图。相位差映射图可以与一个重复时间内任意两个不同回波对应的相位信息的差值相关。相位差映射图可以包括一个或多个第二卷折值。与第一卷折值不同，该第二卷折值可与两个回波信号之间的相位差相关。
反卷折模块440可以对原始相位映射图进行相位反卷折，生成反卷折相位映射图(也称之为反卷折相位图)。对于多回波成像，反卷折模块440可以生成一个重复时间内不同回波对应的反卷折相位映射图。反卷折相位映射图对应的回波信号的相位是非卷折或解缠的(unwrapped)。
在一些实施例中，模块410-440中的两个或者更多的模块可以被集成在一个硬件设备上，也可以是彼此独立的两个或者更多的硬件设备上。应当理解，模块410-440可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，***可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现，不仅可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体，或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。
需要注意的是，以上对相位反卷折设备130的描述仅仅是具体的示例，不应被视为是唯一可行的实施方案。显然，对于本领域的专业人员来说，在了解相位反卷折***的基本原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对相位反卷折设备具体实施方式进行形式和细节上的各种修正和改变，还可以做出若干简单推演或替换，在不付出创造性劳动的前提下，对个别模块做出一定调整或组合，但是这些修正和改变仍在以上描述的范围之内。例如，在一些实施例中，相位反卷折设备130可以进一步包括存储模块。存储模块可以存储相位反卷折设备130中各个模块产生的数据，例如，信号获取模块410获取的回波信号，原始相位映射图生成模块420生成的原始相位映射图，相位差映射图生成模块430或反卷折模块440生成的反卷折相位映射图等。在一些实施例中，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。又例如，在一些实施例中，相位差映射图生成模块430可以省略。
根据本申请的一些实施例，图5所示的是生成反卷折相位映射图的示例性流程图。
在步骤510中，信号获取模块410可以获取回波信号。在一些实施例中，信号获取模块410可以从信号采集设备110和/或存储设备(例如，数据库140)中获取回波信号。
在步骤520中，原始相位映射图生成模块420可以根据回波信号，生成原始相位映射图。在一些实施例中，原始相位映射图可以是二维图像或三维图像。对于多回波成像，原始相位映射图生成模块420可以生成一个重复时间内不同回波对应的原始相位映射图。生成原始相位映射图的方法可以包括但不限于单通道成像和多通道成像。对于多通道成像，原始相位映射图生成模块420可以先根据每个通道采集的回波信号生成每个通道对应的相位映射图，然后将各个通道对应的相位图合并为一个原始相位映射图。在一些实施例中，原始相位映射图生成模块420可以根据各个通道的权重将各个通道对应的相位图合并为一个原始相位映射图。在一些实施例中，对于多回波成像，原始相位映射图生成模块420可以根据每个通道采集的回波信号生成每个通道的不同回波对应的相位映射图，然后将各个通道的同一回波对应的相位映射图合并为一个该回波对应的原始相位映射图。原始相位映射图生成模块420还可以生成不同回波对应的原始相位映射图。在一些实施例中，原始相位映射图生成模块420可以同时生成不同回波时间对应的回波的相位映射图，也可以依次生成不同回波时间对应的回波的相位映射图。
在步骤530中，相位差映射图生成模块430可以根据回波信号生成相位差映射图。在一些实施例中，对于多回波成像，一个重复时间内可以产生两个或两个以上的回波，相位差映射图可以指与一个重复时间内两个回波的相位信息差值相关的相位图。例如，假设一个重复时间内产生三个回波，分别为回波1、回波2和回波3，所述三个回波对应的回波时间可以分别为TE1、TE2和TE3。相位差映射图可以指与回波1和回波2的相位信息差值相关的相位图，可以指与回波2和回波3的相位信息差值相关的相位图，也可以指与回波1和回波3的相位信息差值相关的相位图。在一些实施例中，一个相位差映射图可以对应一个回波时间差。所述回波时间差可以指相位差映射图对应的两个回波的回波时间差的绝对值。例如，与回波1和回波2的相位信息差值相关的相位差映射图的回波时间差可以表示为ΔTE1，其中，ΔTE1＝|TE1-TE2|。在一些实施例中，可以通过平均法将回波时间差相等的相位差映射图合并为一个相位差映射图。在一些实施例中，生成相位差映射图的流程可以包括：选择一个重复时间内的两个回波；将所述两个回波的复数信号相除，得到相除结果；将所述相除结果中所述两个回波的相位差信息提取出来；利用所述两个回波的相位差信息生成相位差映射图。在一些实施例中，提取相位差信息的方法可以包括但不限于反三角函数法。因此，根据利用反三角函数法提取的相位差信息直接生成的相位差映射图可能存在相位卷折的问题。例如，假设根据回波1和回波2生成相位差映射图，回波1的复数信号可以用公式(2)表示，回波2的复数信号可以用公式(3)表示，所述相除结果可以用公式(4)表示：
Figure BDA0001545726770000081
Figure BDA0001545726770000082
Figure BDA0001545726770000083
其中，r可以表示空间位置，例如，图像中像素点或体素点的空间位置，S1(r)可以表示回波1的空间位置r的复数信号，M1(r)可以表示回波1的空间位置r的信号幅值，
Figure BDA0001545726770000084
可以表示回波1空间位置r的信号相位，S2(r)可以表示回波2的空间位置r的复数信号，M2(r)可以表示回波2的空间位置r的信号幅值，
Figure BDA0001545726770000085
可以表示回波2空间位置r的信号相位，i可以表示虚数单位。
在一些实施例中，对于多通道成像，相位差映射图生成模块430可以首先先生成每个通道对应的相位差映射图，再根据各个通道的权重将各个通道对应的相位差映射图合并成一个相位差映射图。例如，一个通道可以对应一个空间敏感度，该通道的权重可以表示为该通道的空间敏感度与所有通道的空间敏感度总和的比值。一个通道接收的检测对象产生的磁共振信号的强度可以与该通道相对于检测对象的空间位置相关，通道的空间敏感度可以指因空间位置而产生的信号强度差异。
在步骤540中，反卷折模块440可以根据相位差映射图对原始相位映射图进行相位反卷折，生成反卷折相位映射图。在磁共振相位成像中，可以通过反三角函数从回波信号中提取相位信息，因此，相位信息的存储数值范围可以为2π，例如，(-π，π]或(0，2π]。如果实际的相位值超出了这个范围，该相位的存储值将会被卷折到存储范围内。因此，通过反三角函数从回波信号中获得的相位信息可能会卷折在一个数值范围为2π的区间内，从而产生一个2nπ的误差(n可以为任意整数)。根据所述相位信息生成的图像(例如，原始相位映射图)的质量可能受到相位卷折的影响，例如，在图像上可能会形成卷折伪影。因此，为了减少或避免在图像上产生伪影，需要通过相位反卷折将图像中卷折的相位值恢复到真实的相位值。相位反卷折的基本原理可以是通过加上或减去2π的整数倍来恢复正确的相位数值。在一些实施例中，相位反卷折的方法可以包括但不限于基于像素的区域增长法和基于图像的整体最小方差法。
在一些实施例中，步骤520和步骤530可以同时进行。在一些实施例中，步骤520可以在步骤530之前进行，也可以在步骤530之后进行。
在一些实施例中，生成反卷折相位映射图的流程可以不基于相位差映射图。因此，流程500中，步骤530可以省略。
根据本申请的一些实施例，图6所示的是反卷折模块440的示例性示意图。反卷折模块440可以包括但不限于原始相位映射图获取单元610、相位差映射图获取单元620、中间相位映射图生成单元630、第一反卷折相位映射图生成单元640、第一场分布映射图生成单元650和第二反卷折相位映射图生成单元660。
原始相位映射图获取单元610可以获取原始相位映射图。在一些实施例中，原始相位映射图获取单元610可以从原始相位映射图生成模块420和/或存储设备(例如，数据库140、相位反卷折设备130中的存储模块等)中获取原始相位映射图。对于多回波成像，在一个重复时间内可以产生两个或两个以上回波，原始相位映射图获取单元610可以获取一个重复时间内不同回波对应的原始相位映射图。
相位差映射图获取单元620可以获取相位差映射图。在一些实施例中，相位差映射图获取单元620可以从相位差映射图生成模块430和/或存储设备(例如，数据库140、相位反卷折设备130中的存储模块等)中获取相位差映射图。
中间相位映射图生成单元630可以根据相位差映射图或原始相位映射图生成中间相位映射图。中间相位映射图可以指对相位差映射图或原始相位映射图经过处理后得到的相位图。所述处理可以包括但不限于平滑化处理、滤波等。所述滤波可以包括但不限于高通滤波、低通滤波等。低通滤波可以包括但不限于均值(SMV，Sphere Mean Value)低通滤波。
第一反卷折相位映射图生成单元640可以基于区域增长解缠算法对单个相位映射图(例如，回波信号对应的相位差图、原始相位映射图)进行相位反卷折，生成反卷折相位映射图。
第一场分布映射图生成单元650可以根据反卷折中间相位映射图生成第一场分布映射图。场分布映射图中可以包括局部场和背景场等。局部场可以由扫描对象内部组织磁化率引起。背景场可以由施加在扫描对象上的主磁场的不均匀性等因素引起。在一些实施例中，第一场分布映射图可以是场分布映射图的近似值。
第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据第一场分布映射图和原始相位映射图生成反卷折相位图。
局部质量映射图(LQM)生成单元670可根据相位映射图产生局部质量映射图，其中的相位映射图可以是原始相位映射图、相位差映射图等。局部质量映射图可包括多个质量值，且局部质量映射图中每个像素的质量值可代表相位映射图中每个像素或体素的质量。
在一些实施例中，单元610-670中的两个或者更多的单元可以被集成在一个硬件设备上，也可以是彼此独立的两个或者更多的硬件设备上。应当理解，单元610-670可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，***可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现，不仅可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体，或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。
需要注意的是，以上对反卷折模块440的描述仅仅是具体的示例，不应被视为是唯一可行的实施方案。显然，对于本领域的专业人员来说，在了解相位反卷折***的基本原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对反卷折模块440具体实施方式进行形式和细节上的各种修正和改变，还可以做出若干简单推演或替换，在不付出创造性劳动的前提下，对个别单元做出一定调整或组合，但是这些修正和改变仍在以上描述的范围之内。例如，在一些实施例中，相位差映射图获取单元620和/或第一场分布映射图生成单元650可以省略。
根据本申请的一些实施例，图7A所示的是生成反卷折相位映射图的示例性流程图。在一些实施例中，流程700-1可以用于生成540中的反卷折相位映射图。
在步骤710中，原始相位映射图获取单元610可以获取原始相位映射图。在一些实施例中，原始相位映射图获取单元610可以从原始相位映射图生成模块420和/或存储设备(例如，数据库140、相位反卷折设备130中的存储模块等)中获取原始相位映射图。原始相位映射图可包括一个或多个具有第一卷折值的相位。对于多回波成像，在一个重复时间内可以产生两个或两个以上回波，原始相位映射图获取单元610可以获取一个重复时间内不同回波对应的原始相位映射图。
在步骤720中，相位差映射图获取单元620可以获取与原始相位映射图相关的相位差映射图，该相位差映射图可包括一个或多个第二卷折值。在一些实施例中，对于多回波成像，一个重复时间内可以产生两个或两个以上的回波，相位差映射图可以指与一个重复时间内两个回波的相位信息差值相关的相位图。在一些实施例中，相位差映射图获取单元620可以从相位差映射图生成模块430和/或存储设备(例如，数据库140、相位反卷折设备130中的存储模块等)中获取相位差映射图。在一些实施例中，相位差映射图可以包括一个或多个第二卷折值，该第二卷折值与第一卷折值不同。
在730中，中间相位映射图生成单元630可以根据相位差映射图生成中间相位差映射图。在一些实施例中，相位差映射图中的相位差信息可以利用反三角函数法获得。因此，相位差映射图中的相位差信息可能存在相位卷折的情况，需要对相位差映射图进行相位反卷折。在一些实施例中，相位反卷折的方法可以包括但不限于基于像素的区域增长法和基于图像的整体最小方差法。这两种相位反卷折方法假设相位的变化在空间上是连续的，例如，可以假设相位图中相邻像素点或体素点的相位值之差小于π。但是对于信噪受限的情况，例如，高分辨率成像或对于一些信噪比较低的成像区域(例如，检测对象中空气-组织交界等区域)，相位的空间连续性会因为噪声造成的额外相位信息而被降低甚至破坏，从而导致错误的反卷折结果。因此，需要对相位差映射图进行处理，提高相位差映射图的中相位的空间连续性和/或相位差映射图的信噪比，从而得到较准确的相位反卷折结果。
生成中间相位差映射图的方法可以包括但不限于平滑化处理和滤波。滤波可以包括但不限于低通滤波和高通滤波。低通滤波可以包括但不限于均值(SMV)低通滤波。
在步骤740中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以对中间相位差映射图进行相位反卷折，生成反卷折中间相位差映射图。在一些实施例中，相位反卷折的方法可以包括但不限于基于像素的区域增长法和基于图像的整体最小方差法。
在步骤750中，第一场分布映射图生成单元650可以根据反卷折中间相位差映射图生成第一场分布映射图。在一些实施例中，场分布映射图与经过反卷折的相位差映射图之间可以存在线性关系。场分布映射图中可以包括局部场和背景场。局部场可以由扫描对象内部组织磁化率引起。背景场可以由施加在扫描对象上的主磁场的不均匀性等因素引起。在一些实施例中，第一场分布映射图可以是场分布映射图的近似值。生成第一场分布映射图的方法可以包括根据所述线性关系和经过反卷折的相位差映射图生成第一场分布映射图。进一步地，在步骤750中，第一场分布映射图生成单元650可以根据所述线性关系和反卷折中间相位差映射图生成第一场分布映射图。
作为示例，场分布映射图与经过正确相位反卷折的相位图之间的线性关系可以用公式(5)表示：
Figure BDA0001545726770000111
其中，r可以表示空间位置，例如，图像中像素点或体素点的空间位置，
Figure BDA0001545726770000112
可以表示经过反卷折的相位映射图，ΔB(r)可以表示在主磁场基础上的相对场分布映射图，t可以表示该相位图对应的回波时间，γ可以表示质子的旋磁比，一般情况下，质子旋磁比可以为已知的数值，
Figure BDA0001545726770000113
可表示基线相位映射图，一般情况下，每个像素的基线相位可以为固定的、不随回波时间变化的、未知的数值。
在一些实施例中，步骤730中的中间相位差映射图是根据相位差映射图生成的，因此，步骤740和步骤750中的反卷折中间相位差映射图可以用公式(6)表示：
Figure BDA0001545726770000114
其中，
Figure BDA0001545726770000115
可以表示反卷折中间相位差映射图，ΔTE可以表示反卷折中间相位差映射图对应的回波时间差，ε可以表示噪声和其他误差的总和。
根据公式(6)，第一场分布映射图可以用公式(7)表示：
Figure BDA0001545726770000116
其中，ΔBinit(r)可以表示第一场分布映射图，所述第一场分布映射图可以是场分布映射图的近似值。
在步骤760中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据第一场分布映射图和原始相位映射图获取反卷折相位映射图。在一些实施例中，反卷折相位映射图中不包含相位卷折值。对于多回波成像，在一个重复时间内可以产生两个或两个以上回波，第二反卷折相位映射图生成单元660可以获取一个重复时间内不同回波对应的反卷折相位映射图。
在步骤760中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据第一场分布映射图和原始相位映射图生成反卷折相位图。在一些实施例中，对于多回波成像，一个重复时间内可以产生两个或两个以上的回波，第二反卷折相位映射图生成单元660可以生成一个重复时间内不同回波对应的反卷折相位图。
在一些实施例中，步骤710可以与步骤720、730、740或750同时执行，也可以在步骤720、730、740或750之前执行。
在一些实施例中，生成反卷折相位图的方法可以不基于相位差映射图，因此，在流程700-1中，步骤720和750可以省略。当生成反卷折相位图的方法不基于相位差映射图时，在步骤730中，中间相位映射图生成单元630可以根据原始相位映射图生成中间相位映射图。对于多回波成像，一个重复时间内可以产生两个或两个以上的回波，中间相位映射图生成单元630可以生成不同原始相位映射图对应的中间相位映射图。在760中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据反卷折中间相位映射图和原始相位映射图，生成反卷折相位图(相位映射图)。在一些实施例中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以通过对原始相位映射图中的相位信息加上或减去2π的整数倍来恢复正确的相位数值。具体地，第二反卷折相位映射图生成单元660可以先根据原始相位映射图和反卷折中间相位映射图确定原始相位映射图中的相位卷折量，再根据所述相位卷折量生成反卷折相位图。例如，对于多回波成像，假设一个重复时间内可以产生三个回波，分别为回波1、回波2和回波3，所述三个回波对应的回波时间分别为TE1、TE2和TE3。在步骤710中，原始相位映射图生成单元610可以获取回波i(i＝1,2,3)对应的原始相位映射图
Figure BDA0001545726770000117
在步骤730中，中间相位映射图生成单元630可以根据回波i对应的原始相位映射图
Figure BDA0001545726770000118
生成回波i对应的中间相位映射图
Figure BDA0001545726770000119
在步骤740中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以根据回波i对应的中间相位映射图
Figure BDA00015457267700001110
生成回波i对应的反卷折中间相位映射图
Figure BDA00015457267700001111
在步骤760中，反卷折相位图生成单元760可以根据回波i对应的反卷折中间相位映射图
Figure BDA00015457267700001112
生成回波i对应的反卷折相位图
Figure BDA00015457267700001113
在一些实施例中，生成回波i对应的反卷折相位图的方法可以用公式(8)表示：
Figure BDA0001545726770000121
其中，[]可以表示取整符号。
根据本申请的一些实施例，图7B所示的是生成反卷折相位映射图的示例性流程图。
在步骤701中，原始相位映射图获取单元610可以获取第一原始相位映射图和第二原始相位图。在一些实施例中，第一原始相位映射图和或第二原始相位图可包括一个或多个具有第一卷折值的相位。步骤701中获取第一原始相位映射图和第二原始相位图的过程与图7A中的步骤710相同。
在步骤702中，相位差映射图获取单元620可以获取相位差映射图，该相位差映射图与第一原始相位映射图和第二原始相位图相关。在一些实施例中，相位差映射图可包括一个或多个具有第二卷折值的相位。产生与第一原始相位映射图和第二原始相位图相关的相位差映射图的过程可参考图7A中的步骤720产生与原始相位映射图相关的相位差映射图的过程。
在步骤703中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以对相位差映射图执行相位反卷折操作，生成反卷折相位差映射图(例如，对相位差映射图中的一个或多个第二卷折值反卷折)。在一些实施例中，反卷折后的相位差映射图可不包含第二卷折值。根据相位差映射图可生成中间相位差映射图。第一反卷折相位映射图生成单元640可以基于中间相位差映射图生成反卷折中间相位差映射图。第一反卷折相位映射图生成单元640可对中间相位差映射图中的至少一个体素或像素执行相位反卷折操作，该反卷折操作可以通过如下操作：对中间相位差映射图中像素点或体素点的相位增加或减去多个整数倍的2π，从而使得反卷折后的中间相位差映射图中相邻像素点或体素点的相位值之差小于π。
在步骤704中，第一场分布映射图生成单元650可以根据反卷折中间相位差映射图生成第一场分布映射图。通过该步骤可基于反卷折后的中间相位差映射图产生第一场分布映射图，具体可参考步骤750中基于反卷折后的相位差映射图产生第一场分布映射图的操作。
在步骤705中，第二反卷折相位映射图生成单元660根据第一场分布映射图、第一原始相位映射图和第二原始相位映射图，产生第一反卷折相位映射图和第二反卷折相位映射图，且第一反卷折相位映射图与第一原始相位映射图相对应，第二反卷折相位映射图与第二原始相位映射图相对应。第二反卷折相位映射图生成单元660可分别基于第一场分布映射图对第一原始相位映射图中的第一卷折值进行反卷折操作产生第一反卷折相位映射图，基于第一场分布映射图对第二原始相位映射图中的第一卷折值进行反卷折操作产生第二反卷折相位映射图。在一些实施例中，第一反卷折相位映射图和/或第二反卷折相位映射图可不包含卷折值或者卷折相位。步骤705中产生第一反卷折相位映射图和第二反卷折相位映射图的不欧成可参考图7A中步骤760。
图8为本申请一些实施例中，基于像素的区域增长法为例，产生反卷折相位映射图的流程示意图。在一些实施例中，生成反卷折相位映射图的方法可以包括但不限于基于像素的区域增长法和基于图像的整体最小方差法。在一些实施例中，流程800以基于像素的区域增长法为例说明对相位映射图执行相位反卷折的过程，相位映射图例如可以是原始相位映射图、相位差映射图或者中间相位差映射图。
在步骤802中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以获取相位映射图(例如，原始相位映射图、相位差映射图或者中间相位差映射图)。在一些实施例中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以从原始相位映射图获取单元610、相位差映射图获取单元620、中间相位映射图生成单元630中和/或存储设备(例如，数据库140、相位反卷折设备130中的存储模块等)中获取相位映射图。
在步骤804中，局部质量映射图生成单元670根据相位映射图生成局部相位质量映射图。所述局部相位质量映射图中可以包括一系列质量值。所述局部相位质量映射图中一个像素点或体素点的质量值可以表示相位映射图中对应的像素点或体素点的质量。在一些实施例中，局部质量映射图生成单元670可以根据信噪比和/或标准方差确定像素点或体素点的质量值。在一些实施例中，LQM中的质量值的含义可以取决于质量值的确定方法。例如，如果根据标准方差确定质量值，则一个像素点或体素点的质量值越小，表示该像素点或体素点的质量可能越高。如果根据信噪比确定质量值，则一个像素点或体素点的质量值越大，表示该像素点或体素点的质量可能越高。在一些实施例中，局部质量映射图生成单元670可以根据相位映射图中一个像素点或体素点和与该像素点或体素点相邻的像素点或体素点确定该像素点或体素点的质量值。局部质量映射图生成单元670也可以根据相位映射图中一个像素点或体素点的相邻像素点确定该像素点或体素点的质量值。例如，假设描述像素点或体素点的质量的标准为信噪比，局部质量映射图生成单元670可以根据相位映射图中一个像素点或体素点的信噪比和与该像素点或体素点相邻的像素点或体素点的信噪比确定该像素点或体素点的质量值。局部质量映射图生成单元670也可以根据相位映射图中一个像素点或体素点的相邻像素点的信噪比确定该像素点或体素点的质量值。在一些实施例中，一个像素点或体素点的相邻像素点或体素点可以包括在一维、二维和三维中至少一个维度上的相邻像素和/或体素点。在一些实施例中，对于二维中间相位映射图，一个像素点可以表示为一个矩形，该像素点的相邻像素点可以包括与该像素点有一条边重合的像素点。在这种情况下，一个像素点的相邻像素点可以包括4个像素点。或者，该像素点的相邻像素点可以包括与该像素点有至少一个点重合的像素点。在这种情况下，一个像素点的相邻像素点可以包括8个像素点。对于三维相位映射图，一个体素点可以表示为一个长方体，该体素点的相邻体素点可以包括与该体素点有一个面重合的体素点。在这种情况下，一个体素点的相邻体素点可以包括6个体素点。或者，该体素点的相邻体素点可以包括与该体素点有至少一条边重合的体素点。在这种情况下，一个体素点的相邻体素点可以包括18个体素点。又或者，该体素点的相邻体素点可以包括与该体素点有至少一个点重合的体素点。在这种情况下，一个体素点的相邻体素点可以包括26个体素点。在一些实施例中，生成局部相位质量映射图的方法可以包括但不限于二次方差均值法等。
在步骤806中，可以根据局部相位质量映射图，将相位映射图中的一个像素点或体素点定义为起始种子点。在一些实施例中，可以根据优先对质量高的像素点或体素点进行相位反卷折的原则生成反卷折相位映射图，因此，可以将质量最优的像素点或体素点定义为起始种子点。
在步骤808中，在局部相位质量映射图中可以将起始种子点标记为反卷折点。在一些实施例中，所述反卷折点可以表示该像素点或体素点已经进行了相位反卷折处理。
在步骤810中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以选择至少一个种子点。在一些实施例中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以选择所有种子点进行反卷折操作。在一些实施例中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以选择部分种子点进行反卷折操作。所述反卷折操作可以指对种子点的相邻像素点或体素点进行相位反卷折。例如，第一反卷折相位映射图生成单元640可以利用种子择优法选择部分种子点进行反卷折操作。具体地，第一反卷折相位映射图生成单元640可以判断种子点的数量是否大于第一阈值(例如，1000)。如果种子点的数量小于或等于第一阈值，则第一反卷折相位映射图生成单元640可以选择所有种子点进行反卷折操作。如果种子点的数量大于第一阈值，则第一反卷折相位映射图生成单元640可以选择一定比例的种子点进行反卷折操作，例如，根据优先对质量高的像素点或体素点进行相位反卷折的原则，第一反卷折相位映射图生成单元640可以先对所有种子点按质量从高到低进行排序，然后选择质量排名为前10％的种子点进行反卷折操作。例如，在第一次迭代过程中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以选择质量值超过质量阈值的点作为起始种子点进行反卷折操作。
在步骤812中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以对选中的种子点的相邻像素点或体素点进行相位反卷折。在一些实施例中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以同时对选中的种子点的相邻像素点或体素点进行相位反卷折。第一反卷折相位映射图生成单元640也可以依次对选中的种子点的相邻像素点或体素点进行相位反卷折。在一些实施例中，根据优先对质量高的像素点或体素点进行相位反卷折的原则，第一反卷折相位映射图生成单元640可以按照选中的种子点的质量(例如从高到低的顺序)依次对选中的种子点的相邻像素点或体素点进行相位反卷折。
在一些实施例中，如果一个种子点的某个相邻像素点或体素点已经被标记为反卷折点，则该像素点或体素点可以无需进行相位反卷折。如果该种子点的某个相邻像素点或体素点没有被标记为反卷折点，则第一反卷折相位映射图生成单元640可以对该相邻像素点或体素点进行相位反卷折。相位反卷折的方法可以包括但不限于对相邻像素点或体素点对应的相位值进行2π整数倍加减，使得该相邻像素点或体素点的相位值与对应的种子点的相位值之差的绝对值小于π。
在步骤814中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以将经过相位反卷折的种子点的相邻像素点或体素点标记为反卷折点和种子点。
在步骤816中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以判断相位映射图所有像素点或体素点是否都为反卷折点。如果相位映射图所有像素点或体素点都为反卷折点，则进入步骤820，生成反卷折相位映射图。如果相位映射图所有像素点或体素点不全为反卷折点，则进入步骤818。
在步骤818中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以将相邻像素点或体素点都为反卷折点的种子点标记为非种子点。在步骤818之后，可以进入下一轮迭代，第一反卷折相位映射图生成单元640可以重新种子点进行反卷折操作(810)。在每一轮迭代过程(第一轮迭代过程除外)中，可供选择的种子点可以与上一轮迭代过程中可供选择的种子点不同。因为在上一轮迭代过程中，第一反卷折相位映射图生成单元640可以将经过相位反卷折的种子点的相邻像素点或体素点标记为种子点，和/或将相邻像素点或体素点都为反卷折点的种子点标记为非种子点。例如，对于第一轮迭代过程，可供选择的种子点可以包括起始种子点，对于第二轮迭代过程，可供选择的种子点可以包括所述起始种子点的经过相位反卷折的相邻像素点或体素点，但是不包括所述起始种子点。
在一些实施例中，对于多回波成像，如果中间相位映射图是基于原始相位映射图生成的，相位映射图可以包括一个重复时间内至少一个回波对应的相位映射图，第一反卷折相位映射图生成单元640可以根据流程800生成其中一个回波对应的反卷折相位映射图。
根据本申请的一些实施例，图9所示的是生成反卷折相位图的示例性流程图。在一些实施例中，流程900可以用于生成步骤760中的反卷折相位图。
在步骤910中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以获取第一场分布映射图。在一些实施例中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以从第一场分布映射图生成单元650和/或存储设备(例如，数据库140、相位反卷折设备130中的存储模块等)中获取第一场分布映射图。
在步骤920中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以在原始相位映射图中选择一个作为参照相位映射图。所述参照相位映射图可以用于确定原始相位映射图中其他相位图的相对相位卷折量。
在步骤930中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据参照相位映射图和第一场分布映射图，确定原始相位映射图中其他相位图的相对相位卷折量。所述相对相位卷折量可以表示原始相位映射图中其他相位图的局部参照相位映射图相位卷折量。例如，对于多回波成像，假设一个重复时间内可以产生n个回波，回波i的原始相位映射图可以用公式(9)表示：
Figure BDA0001545726770000141
其中，
Figure BDA0001545726770000143
可以表示回波i对应的原始相位映射图；ΔBfirst(r)表示第一场分布映射图；TEi可以表示回波i对应的回波时间。
以回波1对应的原始相位映射图作为参照相位映射图，则原始相位映射图中其他相位图的相对相位卷折量可以根据公式(9)和公式(10)确定：
Figure BDA0001545726770000142
其中，
Figure BDA0001545726770000144
可以表示原始相位映射图中其他相位图的相对相位卷折量；ΔBfirst(r)表示第一场分布映射图；[]可以表示取整符号。
在一些实施例中，相对相位卷折量可以是2π的整数倍。在一些实施例中，尽管第一场分布映射图是近似值，但是，取整操作对应的容差范围可以消除或减弱第一场分布映射图的误差对相对相位卷折量的影响。
在步骤940中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据相对相位卷折量生成原始相位映射图中其他相位图的局部反卷折相位映射图或局部反卷折相位映射图。在一些实施例中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以通过将原始相位映射图加上或减去相对相位卷折量生成局部反卷折相位图。作为示例，原始相位映射图中其他相位图的局部反卷折相位图可以用公式(11)表示：
Figure BDA0001545726770000151
其中，
Figure BDA0001545726770000154
可以表示原始相位映射图中其他相位映射图的局部卷折相位映射图。
在一些实施例中，原始相位映射图中其他相位的局部反卷折相位映射图中相位的卷折方式与参照相位映射图中相位的卷折方式可以相似或相同。原始相位映射图中其他相位的局部反卷折相位映射图与参照相位映射图的相位差可以为二者真实的相位差。
在步骤950中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据参照相位映射图和原始相位映射图中其他相位图的局部反卷折相位图生成第二场分布映射图和基线相位。在一些实施例中，第二场分布映射图可以是第一场分布映射图的修改值。进一步地，第二场分布映射图可以比第一场分布映射图更准确。例如，假设一个重复时间内可以产生n个回波，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据公式(12)确定基线相位和第二场分布映射图：
Figure BDA0001545726770000152
其中，ΔBsecond(r)可以表示第二场分布映射图。
在公式(12)中，作为参照相位映射图的局部反卷折相位图可以等于对应的原始相位映射图。例如，假设回波1对应的原始相位映射图为参照相位映射图，则
Figure BDA0001545726770000155
在步骤960中，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据参照相位映射图、原始相位映射图中其他相位图的局部反卷折相位图和基线相位，生成反卷折相位图。例如，假设一个重复时间内可以产生n个回波，第二反卷折相位映射图生成单元660可以根据公式(13)确定反卷折相位图：
Figure BDA0001545726770000153
其中，
Figure BDA0001545726770000156
可以表示回波i对应的反卷折相位图。
在一些实施例中，作为参照相位映射图的局部/非完全(partially)反卷折相位图可以等于原始相位映射图。例如，假设回波1对应的原始相位映射图为参照相位映射图，则
Figure BDA0001545726770000157
需要注意的是，以上对生成反卷折相位映射图流程的描述仅仅是具体的示例，不应被视为是唯一可行的实施方案。显然，对于本领域的专业人员来说，在了解相位反卷折的基本原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对生成反卷折相位映射图的具体实施方式进行形式和细节上的各种修正和改变，还可以做出若干简单推演或替换，在不付出创造性劳动的前提下，对个别步骤的顺序做出一定调整或组合，但是这些修正和改变仍在以上描述的范围之内。例如，在一些实施例中，步骤910可以于步骤920之后、步骤930之前执行，也可以与步骤920同时执行。
在一些实施例中，如果梯度回波序列中采用的是双极性读出梯度，由于施加在相邻回波上的读出梯度的极性是相反的，在相邻回波之间可能会存在相位偏移，因此，如果本申请涉及的相位反卷折方法采用的是包含双极性读出梯度的梯度回波序列，可以先对相邻回波之间的相位偏移进行处理，再利用本申请涉及的方法进行相位反卷折。也可以对奇数回波和偶数回波分别利用本申请涉及的方法进行相位反卷折。
根据本申请的一些实施例，图10所示的是多回波梯度回波磁共振脑部成像中不同回波对应的幅值图与各个阶段的相位映射图的示例性示意图。在此实施例中，一个重复时间内可以产生5个回波。图10中显示了回波1-回波5对应的幅值图或幅值映射图(maps)、原始相位映射图、局部反卷折相位映射图和反卷折相位映射图。图10中回波1-回波5对应的局部反卷折相位映射图和反卷折相位映射图可以根据本申请中涉及的方法(例如，流程500，流程700-1，流程700-2，流程900等)生成。从图10中可以看出，回波1-回波5对应的原始相位映射图中存在较严重的卷折伪影，说明回波1-回波5对应的原始相位映射图中存在较严重的相位卷折情况。回波1-回波5对应的局部反卷折相位映射图中，虽然也存在卷折伪影，但是卷折伪影的情况没有原始相位映射图中严重，说明回波1-回波5对应的局部反卷折相位图中相位卷折的情况没有原始相位映射图中严重。回波1-回波5对应的反卷折相位映射图中几乎没有卷折伪影，说明回波1-回波5对应的反卷折相位映射图中几乎没有相位卷折的情况。
根据本申请的一些实施例，图11所示的是多回波梯度回波磁共振脑部成像中处理相位差映射图过程中各个阶段的相位图的示例性示意图。各个阶段的相位映射图可以根据本申请中涉及的方法(例如，流程700-1，流程700-2，流程800等)生成。如图11所示，1101可以表示根据两个回波对应的原始相位映射图生成的相位差映射图。1103可以表示对相位差映射图进行平滑化处理得到的中间相位映射图。1105可以表示对中间相位映射图进行相位反卷折生成的反卷折中间相位映射图。1107可以表示根据反卷折中间相位映射图生成的第一场分布映射图。
根据本申请的一些实施例，图12所示的是多回波梯度回波磁共振脑部成像中反卷折相位映射图的示例性示意图。1201、1203、1205和1207可以表示同一个回波对应的相位映射图。1201可以表示原始相位映射图。1203可以表示处理过程中未生成中间相位映射图、未采用种子择优法时生成的反卷折相位映射图。1205可以表示处理过程中生成中间相位映射图、未采用种子择优法时生成的反卷折相位映射图。1207可以表示处理过程中生成中间相位映射图、采用种子择优法时生成的反卷折相位映射图。1207可以根据本申请中涉及的方法(例如，流程500，流程700-1，流程700-2，流程800，流程900等)生成。如图12所示，处理过程中未生成中间相位映射图、未采用种子择优法时生成的反卷折相位映射图1203图像质量不是很理想。在1205中，经过相位处理生成中间相位映射图后，区域增长的正确度有所提高，但仍存在错误扩散的情况。在1207中，基本上对非纯噪声的像素点都能准确实现反卷折，且几乎没有出现错误扩散的情况。
在一些实施例中，根据本申请涉及的相位反卷折方法生成的反卷折相位图和第二场分布映射图可以用于磁化率加权成像(Susceptibility Weighted Imaging，SWI)和/或定量磁化率成像(Quantitative Susceptibility Mapping，QSM)中。在经典磁化率加权成像中，成像流程可以包括：根据回波信号生成幅值图和相位图(也称映射图)；对相位图进行相位反卷折和去除背景场处理，得到处理后的相位图；根据处理后的相位图得到相位蒙板；以及根据相位蒙板和幅值图生成磁化率加权图像。反卷折相位图可以用于经典磁化率加权成像中相位反卷折的操作中。第二场分布映射图可以用于经典磁化率加权成像中去除背景场的操作中。
在定量磁化率成像中，首先利用磁共振成像的相位信息来获取组织的局部场分布映射图变化信息，之后通过局部场分布映射图与磁化率之间的关系得到磁化率分布图像。定量磁化率成像的过程可以包括但不限于相位映射图的处理、背景场的去除和磁化率分布映射图的生成3个部分。反卷折相位映射图可以用于定量磁化率成像中相位映射图处理的操作中。第二场分布映射图可以用于定量磁化率成像中背景场去除的操作。
根据本申请的一些实施例，图13所示的是磁化率加权脑部成像的示例性示意图。1301-1307可以对应于同一回波。如图13所示，1301可以表示根据高通滤波法进行相位反卷折和去除背景场后的相位映射图。1303可以表示根据1301生成的磁化率加权图像。1305可以表示根据本申请涉及的方法进行相位反卷折以及根据本申请中得到的第二场分布映射图进行去除背景场后得到的相位映射图。1307可以表示根据1305生成的磁化率加权图像。从图13中可以看出，1301和1303中，在前额区域会出现伪影1309和1311。1305和1307中，前额区域的伪影1309和1311基本消失。
根据本申请的一些实施例，图14所示的是定量磁化率脑部成像的示例性示意图。如图14所示，1401可以表示基线相位映射图。1403可以表示第二场分布映射图。第二场分布映射图可以根据本申请中涉及的方法(例如，流程900等)生成。1405可以表示对1403进行去除背景场得到的局部场分布映射图。1407可以表示定量磁化率脑部图像。
本领域技术人员能够理解，本申请所披露的内容可以出现多种变型和改进。例如，以上所描述的不同***组件都是通过硬件设备所实现的，但是也可能只通过软件的解决方案得以实现。例如：在现有的服务器上安装***。此外，这里所披露的位置信息的提供可能是通过一个固件、固件/软件的组合、固件/硬件的组合或硬件/固件/软件的组合得以实现。
以上内容描述了本申请和/或一些其他的示例。根据上述内容，本申请还可以作出不同的变形。本申请披露的主题能够以不同的形式和例子所实现，并且本申请可以被应用于大量的应用程序中。

Claims (8)

1.一种相位反卷折方法，所述方法能够被计算机设备执行，所述计算机设备包括处理器和存储介质，所述方法包括：
获取对象的多个回波信号，所述多个回波信号在不同回波时间内产生；
根据所述多个回波信号产生多个卷折相位图，每个卷折相位图包括一个或多个第一卷折值；
根据所述多个卷折相位图产生相位差映射图，所述相位差映射图包括一个或多个第二卷折值；
对所述相位差映射图中的第二卷折值进行反卷折操作，产生反卷折相位差映射图；
根据所述反卷折相位差映射图确定的第一场分布映射图；以及
根据所述第一场分布映射图，对每个卷折相位图中的第一卷折值进行反卷折操作，以产生多个反卷折相位图；
所述产生多个反卷折相位图包括：
选取多个卷折相位图中的一个作为参考相位映射图；
根据所述参考相位映射图和所述第一场分布映射图确定每个卷折相位图的相对相位偏移；
根据所述每个卷折相位图的相对相位偏移和所述参考相位映射图产生每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图；
根据所述参考相位映射图和局部反卷折相位映射图，产生基线相位映射图；以及
根据所述基线相位映射图、所述参考相位映射图和每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图，产生多个反卷折相位图。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述相位差映射图包含多个相位差值，所述相位差值与至少两个回波信号相对应。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
根据所述参考相位映射图和所述局部反卷折相位映射图产生第二场分布映射图。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述产生反卷折相位差映射图包括：
基于所述相位差映射图产生中间相位差映射图；
根据所述中间相位差映射图产生局部质量映射图，所述局部质量映射图包括多个质量值，且所述中间相位差映射图中每个像素分别对应所述多个质量值中的一个；
基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图；以及
根据所述反卷折中间相位差映射图对所述相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折相位差映射图。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图包括：
根据所述局部质量映射图在所述中间相位差映射图中确定一个或多个像素点以作为起始种子点，所述像素点对应优化质量值；
将所述起始种子点标记为反卷折点。
6.一种用于磁共振成像的相位反卷折***，所述***包括：
存储器，用于存储指令；以及
处理器，被配置为与所述存储器进行交互并执行所述指令，所述处理器被配置为使所述***实现：
根据多个回波信号产生多个卷折相位图，每个卷折相位图包括一个或多个第一卷折值，每个卷折相位图对应一个或多个回波信号；
根据所述多个卷折相位图产生相位差映射图，所述相位差映射图包括一个或多个第二卷折值；
对所述相位差映射图中的第二卷折值进行反卷折操作，产生反卷折相位差映射图；
根据所述反卷折相位差映射图确定的第一场分布映射图；以及
根据所述第一场分布映射图，对每个卷折相位图中的第一卷折值进行反卷折操作，以产生多个反卷折相位图；
所述产生多个反卷折相位图包括：
选取多个卷折相位图中的一个作为参考相位映射图；
根据所述参考相位映射图和所述第一场分布映射图确定每个卷折相位图的相对相位偏移；
根据所述每个卷折相位图的相对相位偏移和所述参考相位映射图产生每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图；
根据所述参考相位映射图和局部反卷折相位映射图，产生基线相位映射图；以及
根据所述基线相位映射图、所述参考相位映射图和每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图，产生多个反卷折相位图。
7.如权利要求6所述的***，其中，为产生反卷折相位差映射图，所述处理器被配置为使所述***实现：
基于所述相位差映射图产生中间相位差映射图；
根据所述中间相位差映射图产生局部质量映射图，所述局部质量映射图包括多个质量值，且所述中间相位差映射图中每个像素分别对应所述多个质量值中的一个；
基于所述局部质量映射图对所述中间相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折中间相位差映射图；以及
根据所述反卷折中间相位差映射图对所述相位差映射图执行相位反卷折处理，产生反卷折相位差映射图。
8.一种非暂态计算机可读介质，其至少包括一组指令，其中当电子终端的一个或多个处理器执行所述指令时，所述指令使所述处理器执行如下操作：
获取回波信号；
根据所述回波信号产生原始相位映射图，所述原始相位映射图包括多个卷折相位图；
根据所述原始相位映射图产生相位差映射图；
对所述相位差映射图执行相位反卷折操作，产生反卷折相位差映射图；
根据所述原始相位映射图和所述反卷折相位差映射图产生与所述原始相位映射图对应的反卷折相位图；
所述反卷折相位图通过如下步骤产生：
根据反卷折相位差映射图生成第一场分布映射图；
选取原始相位映射图中的一个作为参考相位映射图；
根据所述参考相位映射图和所述第一场分布映射图确定每个卷折相位图的相对相位偏移；
根据所述每个原始相位映射图的相对相位偏移和所述参考相位映射图产生每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图；
根据所述参考相位映射图和局部反卷折相位映射图，产生基线相位映射图；以及
根据所述基线相位映射图、所述参考相位映射图和每个卷折相位图的局部反卷折相位映射图，产生多个反卷折相位图。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6618754B2 (ja) * 2015-10-06 2019-12-11 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置、画像処理装置、及び画像処理方法
US10779762B2 (en) * 2015-10-20 2020-09-22 Washington University MRI method for in vivo detection of amyloid and pathology in the Alzheimer brain
US10888246B2 (en) * 2017-07-18 2021-01-12 Synthetic Mr Ab Method and system for generating a contrast enhancement map
US11125846B2 (en) 2019-03-21 2021-09-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for correction of phase-contrast magnetic resonance imaging data using a neural network
CN110174632B (zh) * 2019-06-10 2021-06-01 上海东软医疗科技有限公司 磁共振成像方法、装置、成像设备及磁共振成像***
US11035665B2 (en) * 2019-07-30 2021-06-15 Kla Corporation System and method for enhancing data processing throughput using less effective pixel while maintaining wafer warp coverage
EP3851866A1 (en) * 2020-01-16 2021-07-21 Siemens Healthcare GmbH In-phase and out-of-phase magnetic resonance imaging
CN111275783B (zh) * 2020-01-19 2023-08-18 上海联影医疗科技股份有限公司 磁共振图像的相位解缠方法、装置及磁共振成像***
US11857288B2 (en) * 2020-02-03 2024-01-02 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods for phase unwrapping for dense MRI using deep learning
US20230123738A1 (en) 2020-03-04 2023-04-20 National University Corporation Kumamoto University Image processing method, image processing device, program, and recording medium
CN113625209B (zh) * 2020-05-09 2024-02-27 上海联影医疗科技股份有限公司 磁共振***频率漂移量的确定方法、装置和计算机设备
CN111637962B (zh) * 2020-06-05 2021-04-20 无锡鸣石峻致医疗科技有限公司 一种剪切波衰减系数测量方法与***
CN116067408B (zh) * 2022-12-19 2023-11-14 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 一种相位展开方法、***、装置及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104280707A (zh) * 2013-07-11 2015-01-14 西门子公司 用于利用磁共振装置确定b0场图的方法和磁共振装置
CN105844626A (zh) * 2016-03-18 2016-08-10 电子科技大学 一种基于缠绕识别和局部曲面拟合磁共振相位解缠绕方法
CN106093939A (zh) * 2016-05-27 2016-11-09 山东科技大学 一种基于相位差统计模型的InSAR图像相位解缠方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720679A (en) * 1985-12-31 1988-01-19 Picker International, Inc. Magnetic resonance imaging with phase encoded chemical shift correction
US8085041B2 (en) * 2008-04-10 2011-12-27 General Electric Company Three-point method and system for fast and robust field mapping for EPI geometric distortion correction

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104280707A (zh) * 2013-07-11 2015-01-14 西门子公司 用于利用磁共振装置确定b0场图的方法和磁共振装置
CN105844626A (zh) * 2016-03-18 2016-08-10 电子科技大学 一种基于缠绕识别和局部曲面拟合磁共振相位解缠绕方法
CN106093939A (zh) * 2016-05-27 2016-11-09 山东科技大学 一种基于相位差统计模型的InSAR图像相位解缠方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Method for Unwrapping Highly Wrapped Multi-Echo Phase Images at Very High Field: UMPIRE;Simon Robinson et al.;《 Magnetic Resonance in Medicine》;20141231;第81页第2栏第4段-第83页第1栏第2段，第85页第2栏第1段，第88页第1栏第1段 *

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