信號區域識別方法、MRI脈沖序列調整方法及MRI成像系統技術方案

本發明專利技術公開了一種信號區域識別方法、裝置及磁共振脈沖序列調整方法、裝置和磁共振成像系統，在進行脈沖序列調整之前，首先根據參考信號識別出信號區域，包括：根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所述參考數據中根據信號幅度特征搜索出初步的信號區域；根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長度，在所述初步的信號區域中根據信號的相位特征搜索出最終的信號區域，采用最終的信號區域中數據進行相位擬合，得出脈沖序列調整參數。本發明專利技術從幅度特征和相位特征兩方面排除孤立極值和噪聲的影響，提高對信號區域識別的準確性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種磁共振成像系統，尤其涉及該磁共振成像系統的磁共振信號區域 識別方法、裝置以及脈沖序列調整方法、裝置。
技術介紹
在MRI (磁共振)成像系統工作時，MRI成像系統向被掃描物體(例如病人)發射 射頻，接收由被掃描物體返回的回波信號，將回波信號轉換成數字信號后進行數據采集，然 后根據采集的數據進行圖像重建。在進行數據采集時，MRI成像系統需要運行一個脈沖序 列進行數據的采集。在進行正式數據采集之前，需要對脈沖序列的零階和一階相位進行校 正調整，因此先采用默認的一個脈沖序列在返回的回波信號中采集一些數據，這時的回波 信號稱為參考信號，采集的數據稱為參考數據，然后對脈沖序列采集的參考數據進行預處 理或調整，得出脈沖序列的調整參數。通常，參考信號預處理的方法是在采集的信號區域內 取出一段連續數據的相位進行擬合，考慮信號的相位是連續且變化緩慢，通常相位的擬合 都采用線性擬合，將擬合得到的斜率和截距作為脈沖序列調整的零階和一階相位。上述調整的前提是被調整的數據必須是MRI信號數據，于是問題的關鍵轉變為如 何準確界定采集數據中的信號區域。確定信號區域的傳統方法是假定數據對稱、數據中心 點具有最大幅值，通常以數據中心位置為中心點，或以數據最大值為中心點，按照經驗選取 一個數據長度作為信號區域進行擬合，但在實踐中發現這種方法會有以下問題1、當環境中存在干擾時，數據中可能出現孤立極值，這種孤立極值往往幅度很大， 如果采用傳統方法，則會以該孤立極值為中心點確定信號區域，從而導致找錯信號區域。2、某些情況下出現掃描物體不以數據中心為對稱，此時如果采用傳統方法確定信 號區域也將會找錯區域。3、當儀器出現故障或某部分未啟動時，MRI成像系統采集的數據都是噪聲，這種情 況下并不存在信號區域，但如果采用傳統方法確定信號區域，仍然進行中心點或數據最大 值的搜索，最終找到錯誤的信號區域。如果信號區域確定錯誤，那么在此錯誤的信號區域中進行相位擬合，必將得出錯 誤的調整參數，從而導致脈沖序列不能正確調整，最終將會影響圖像的質量。
技術實現思路
本專利技術提供一種信號區域識別方法、裝置及磁共振脈沖序列調整方法、裝置和磁 共振成像系統，在對脈沖序列采集的參考信號進行調整前先在參考信號中進行信號區域的 識別，從而避免得出錯誤的調整參數。根據本專利技術的一方面，提供一種信號區域識別方法，包括獲取作為信號識別基礎的參考數據；根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所述參考數據中根據信號幅度特征 搜索出初步的信號區域；根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長度，在所述初步的信號區域中根據 信號的相位特征搜索出最終的信號區域。還提供一種信號區域識別裝置，包括參考數據獲取單元，用于獲取作為信號識別基礎的參考數據；閾值單元，用于存儲預先設定的幅度閾值、有效數據長度和相位相關性閾值；初步的信號區域確定單元，用于根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所 述參考數據中根據信號幅度特征搜索出初步的信號區域；最終的信號區域確定單元，用于根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長 度，在所述初步的信號區域中根據信號的相位特征搜索出最終的信號區域。根據本專利技術的另一方面，提供一種磁共振脈沖序列調整方法，包括運行一脈沖序列，從磁共振信號中采集數據并獲取作為調整基礎的參考數據；根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所述參考數據中根據信號幅度特征 搜索出初步的信號區域；根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長度，在所述初步的信號區域中根據 信號的相位特征搜索出最終的信號區域；在最終的信號區域中選取一段連續數據，并對所述連續數據的相位進行擬合；將擬合得到的斜率和截距作為脈沖序列的調整參數，并按照所述調整參數對脈沖 序列進行調整。在一種實施例中，還公開一種磁共振脈沖序列調整裝置，包括數據采集單元，用于運行脈沖序列，從磁共振信號中采集數據；磁共振信號區域識別裝置，所述磁共振信號區域識別裝置包括參考數據獲取單元，用于從采集的數據中獲取作為調整基礎的參考數據；初步的信號區域確定單元，用于根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所 述參考數據中根據信號幅度特征搜索出初步的信號區域；和最終的信號區域確定單元，用于根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長 度，在所述初步的信號區域中根據信號的相位特征搜索出最終的信號區域；擬合單元，用于在最終的信號區域中選取一段連續數據，并對所述連續數據的相 位進行擬合；調整單元，用于將擬合得到的斜率和截距作為脈沖序列的調整參數，并按照所述 調整參數對脈沖序列進行調整。根據本專利技術的又一方面，還提供一種磁共振成像系統，包括上述的磁共振脈沖序 列調整裝置。附圖說明圖1為一種實施例中磁共振成像系統的結構方框圖2為本專利技術一種實施例中脈沖序列調整裝置的結構方框圖3為本專利技術一種具體實施例中磁共振信號區域識別裝置的結構方框圖4為本專利技術一種實施例的流程圖5為按照幅度特征搜索信號區域的一種實施例的流程圖6為一種實施例中搜索最大值的流程圖7為按照相位特征搜索信號區域的一種實施例的流程圖。具體實施方式下面通過具體實施方式結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。請參考圖1，在一種實施例中，磁共振成像系統100包括磁體系統110、梯度磁場 系統120、射頻系統130、人機交互界面140和控制及處理系統150。控制及處理系統150 包括回波處理電路151、數據處理系統152、圖像重建系統153、主計算機154等。磁體系統 110包括磁體111、梯度磁場線圈112、發射裝置113和接收裝置114，磁體111可以采用永 磁體、超導磁體或常導磁體，用于給待測物體(例如病人)提供一恒定的主磁場，梯度磁場 線圈112用于在三維空間產生一梯度磁場，發射裝置113與射頻系統130連接，用于提供射 頻(RF)脈沖以激發待測物體內原子核的自旋，接收裝置114用于檢測由待測物發出的回波 信號，其與回波處理電路151連接。在有些實施例中，還包括無線的感應線圈，感應線圈接 收待測物產生的磁共振信號，并以感應信號的形式發送給接收裝置114。接收裝置114將接 收的信號傳輸給回波處理電路151進行放大、檢波等處理，處理后的信號傳輸給數據處理 系統152，數據處理系統152運行脈沖序列，進行數據采集和處理，最后將數據輸出到圖像 重建系統153進行掃描圖像的重建，并通過主計算機154在人機交互界面140進行顯示。在磁共振成像系統100進行回波數據采集時，需要根據實時的情況調整脈沖序列 的參數，所以在磁共振成像系統100進行正式數據處理前，先采集參考數據進行預處理，以 獲得調整脈沖序列的參數。在本申請實施例中，數據處理系統152用于生成序列、控制以及 數據處理，其中包括脈沖序列調整裝置，脈沖序列調整裝置用于從運行脈沖序列，從被掃描 物體返回的參考信號中采集數據，并從采集的數據中經過數據選擇和相位擬合得到脈沖序 列的調整參數。在本申請實施例中，在選擇相位擬合的數據之前首先從采集的參考數據中搜索出 信號區域，然后從經識別和判斷的信號區域中選擇出數據進行相位擬合并得到脈沖序列的 調整參數，從而使在非信號區域中選擇數據進行相位擬合的幾率被降低，由此得出錯誤的 脈沖序列調整參數的幾率也被降低。在識別信號區域時，本申請實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種信號區域識別方法，其特征在于包括：獲取作為信號識別基礎的參考數據；根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所述參考數據中根據信號幅度特征搜索出初步的信號區域；根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長度，在所述初步的信號區域中根據信號的相位特征搜索出最終的信號區域。

【技術特征摘要】
1.一種信號區域識別方法，其特征在于包括 獲取作為信號識別基礎的參考數據； 根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所述參考數據中根據信號幅度特征搜索出初步的信號區域； 根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長度，在所述初步的信號區域中根據信號的相位特征搜索出最終的信號區域。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據信號幅度特征確定出初步的信號區域包括 查找所述參考數據中的最大值，將該最大值作為第一初始種子； 判斷所述第一初始種子的信號幅度是否大于或等于所述幅度閾值； 當所述第一初始種子的信號幅度大于或等于所述幅度閾值時，利用鄰域信號的幅度相關性在所述第一初始種子兩側進行第一增長區域的增長，并在增長終止后計算第一增長區域的長度； 判斷所述第一增長區域的長度是否大于或等于所述有效數據長度，如果是，則將所述第一增長區域作為初步的信號區域。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據信號的相位特征確定出最終的信號區域包括 計算所述初步的信號區域中各數據的相位角，并對相位角做反卷繞處理； 在所述初步的信號區域中選擇一點作為第二初始種子； 在第二初始種子兩側進行第二增長區域的增長，判斷新增數據點是否滿足所述相位相關性閾值條件，如果是則繼續增長，并在增長終止后計算第二增長區域的長度； 判斷第二增長區域的長度是否大于或等于所述有效數據長度，如果是，則將所述第二增長區域作為最終的信號區域。4.一種信號區域識別裝置，其特征在于包括 參考數據獲取單元，用于獲取作為信號識別基礎的參考數據； 閾值單元，用于存儲預先設定的幅度閾值、有效數據長度和相位相關性閾值； 初步的信號區域確定單元，用于根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所述參考數據中根據信號幅度特征搜索出初步的信號區域； 最終的信號區域確定單元，用于根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長度，在所述初步的信號區域中根據信號的相位特征搜索出最終的信號區域。5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述初步的信號區域確定單元包括 第一初始種子篩選子單元，用于查找所述參考數據中的最大值，將該最大值作為第一初始種子； 第一判斷子單元，用于判斷所述第一初始種子的信號幅度是否大于或等于所述幅度閾值； 第一增長區域子單元，用于當所述第一初始種子的信號幅度大于或等于所述幅度閾值時，利用鄰域信號的幅度相關性在所述第一初始種子兩側進行第一增長區域的增長，并在增長終止后計算第一增長區域的長度； 第二判斷子單元，用于判斷所述第一增長區域的長度是否大于或等于所述有效數據長度，如果是，則將所述增長區域作為初步的信號區域。6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述最終的信號區域確定單元包括 相位計算子單元，用于計算所述初步的信號區域中各數據的相位角，并對相位角做反卷繞處理； 第一初始種子篩選子單元，用于在所述初步的信號區域中選擇一點作為第二初始種子; 第二增長區域子單元，用于在第二初始種子兩側進行第二增長區域的增長，判斷新增數據點是否滿足所述相位相關性閾值條件，如果是則繼續增長，并在增長終止后計算第二增長區域的長度； 第三判斷子單元，用于判斷第二增長區域的長度是否大于或等于所述有效數據長度，如果是，則將所述第二增長區域作為最終的信號區域。7.一種磁共振脈沖序列調整方法，其特征在于包括 運行一脈沖序列，從磁共振信號中采集數據并獲取作為調整基礎的參考數據； 根據預先設定的幅度閾值和有效數據長度，在所述參考數據中根據信號幅度特征搜索出初步的信號區域； 根據預先設定的相位相關性閾值和有效數據長度，在所述初步的信號區域中根據信號的相位特征搜索出最終的信號區域； 在最終的信號區域中選取一段連續數據，并對所述連續數據的相位進行擬合； 將擬合得到的斜率和截距作為脈沖序列的調整參數，并按照所述調整參數對脈沖序列進行調整。8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述參考數據為一行參考數據。9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，從磁共振信號中采集數據并獲取作為調整基礎的參考數據包括 從被掃描物體返回的參考信號中采集若干行數據； 將若干行數據進行累加平均得到一行參考數據。10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據信號幅度特征確定出初步的信號區域包括 查找所述一行參考數據中的最大值，將該最大值作為第一初始種子； 判斷所述第一初始種子的信號幅度是否大于或等于所述幅度閾值； 當所述第一初始種子的信號幅度大于或等于所述幅度閾值時，利用鄰域信號的幅度相關性在所述第一初始種子兩側進行第一增長區域的增長，并在增長終止后計算第一增長區域的長度； 判斷所述第一增長區域的長度是否大于或等于所述有效數據長度，如果是，則將所述第一增長區域作為初步的信號區域。11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，當所述第一初始種子的信號幅度小于所述幅度閾值時，終止信號區域的搜索。12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第一初始種子兩側進行第一增長區域的增長步驟包括 在所述第一初始種子的第一單側進行區域增長；判斷新增數據點的信號幅度是否大于或等于所述幅度閾值，如果是則增長成功，繼續在第一單側進行區域增長； 當新增數據點的信號幅度小于所述幅度閾值時記錄該新增數據點的位置，并將該新增數據點的位置作為第一單側邊界點位置后結束在第一單側的區域增長； 在所述第一初始種子的第二單側進行區域增長； 判斷新增數據點的信號幅度是否大于或等于所述幅度閾值，如果是則增長成功，繼續在第二單側進行區域增長； 當新增數據點的信號幅度小于所述幅度閾值時記錄該新增數據點的位置，并將該新增數據點的位置作為第二單側邊界點位置后結束在第二單側的區域增長； 計算位于第一單側邊界點位置和第二單側邊界點位置之間的第一增長區域的長度。13.如權利要求9-12中任一項所述的方法，其特征在于，當第一增長區域的長度小于所述有效數據長度時，將所述第一增長區域內所有數據的信號幅度置零，重新執行查找所述一行參考數據中的最大值的步驟，并篩選出新的第一初始種子。14.如權利要求8-13中任一項所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧曉云，武文鵬，
申請(專利權)人：深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：