專利名稱：用于檢測(cè)氣泡的磁共振成像系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理，尤其是在磁共振圖像中識(shí)別氣泡。
背景技術(shù)：
可以使用來(lái)自聚焦超聲換能器的超聲有選擇地處置身體內(nèi)部的區(qū)域。發(fā)射超聲作為高能量機(jī)械振動(dòng)。這些振動(dòng)在受到阻尼時(shí)誘發(fā)組織發(fā)熱，并且作為高強(qiáng)度場(chǎng)，它們還可能導(dǎo)致空化。組織發(fā)熱和空化都可用于在臨床環(huán)境中有意地破壞組織。不過(guò)，利用超聲加熱組織比空化更容易控制，期望目標(biāo)外部的空化可能導(dǎo)致非預(yù)期熱損傷，例如在患者皮膚處。 可以使用超聲處置來(lái)消融組織并有選擇地殺死組織腫瘤區(qū)域。這種技術(shù)已經(jīng)用于處置子宮肌瘤，減少了對(duì)子宮切除術(shù)的需求，子宮切除術(shù)常常需要長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)和住院治療。為了有選擇地處置組織，可以使用聚焦超聲換能器在特定處置體積上聚焦超聲。 換能器能夠發(fā)射超聲，并且其通常安裝在諸如脫氣水的介質(zhì)內(nèi)。然后使用致動(dòng)器調(diào)整超聲換能器的位置，由此調(diào)整利用超聲處理的受試者的區(qū)域?？梢允褂秒娋劢箤?duì)超聲場(chǎng)進(jìn)行引導(dǎo)或成形以消融更大的組織體積。通常使用標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)來(lái)規(guī)劃超聲程序，也可用于引導(dǎo)處置。磁共振成像 (MRI)、計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)和超聲成像已被用于規(guī)劃和引導(dǎo)超聲處置。聚焦超聲換能器通常具有可以致動(dòng)其的有限范圍，因此必須相對(duì)于超聲系統(tǒng)適當(dāng)定位患者。超聲不能通過(guò)空氣發(fā)射到身體，因此使用超聲耦合介質(zhì)，例如超聲凝膠、超聲凝膠襯墊和/或脫氣水從超聲系統(tǒng)向受試者表面發(fā)射超聲。通常使用諸如聚酯薄膜的膜在超聲換能器浴器(bath)和用于向受試者傳導(dǎo)超聲的介質(zhì)之間形成分界。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中提供了一種磁共振成像系統(tǒng)、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。在從屬權(quán)利要求中給出了實(shí)施例。超聲程序的困難在于，在利用超聲耦合介質(zhì)將受試者聲學(xué)耦合到超聲系統(tǒng)時(shí)，在受試者表面和超聲耦合介質(zhì)之間，例如在凝膠襯墊-皮膚界面處會(huì)俘獲氣泡。如果向存在顯著大于波長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)氣泡的區(qū)域中施加高強(qiáng)度聚焦超聲，可能會(huì)將超聲反射回發(fā)射換能器，誘發(fā)換能器損傷或減少換能器壽命。如果向存在一個(gè)或多個(gè)小氣泡的區(qū)域中施加高強(qiáng)度聚焦超聲，超聲可能誘發(fā)一個(gè)或多個(gè)氣泡中的空化，導(dǎo)致受試者與氣泡接觸的表面損傷或燒傷。因此，有益的是在向受試者施加高強(qiáng)度超聲之前識(shí)別氣泡。本發(fā)明的實(shí)施例可以通過(guò)利用圖像處理識(shí)別磁共振圖像中的氣泡以提供這個(gè)技術(shù)問(wèn)題的解決方案。在一些實(shí)施例中，可以使用氣泡敏感脈沖序列采集磁共振成像數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供了用于檢測(cè)成像體積內(nèi)的氣泡的磁共振成像系統(tǒng)。還可以將本發(fā)明用于檢測(cè)多個(gè)氣泡。該磁共振成像系統(tǒng)包括適于生成磁場(chǎng)的磁體，磁場(chǎng)用于對(duì)位于成像體積之內(nèi)的受試者的核的磁自旋進(jìn)行取向。該磁體可以是超導(dǎo)磁體、永磁體、電磁體或前面三種磁體的任何組合。該磁共振成像系統(tǒng)還包括適于采集磁共振數(shù)據(jù)的射頻系統(tǒng)。這里使用的磁共振數(shù)據(jù)是磁共振成像系統(tǒng)從磁共振成像系統(tǒng)的成像體積之內(nèi)的受試者采集的數(shù)據(jù)。磁共振成像數(shù)據(jù)包括從受試者的核接收的射頻(radio)信號(hào)表示或記錄。磁共振成像數(shù)據(jù)可以用于構(gòu)造受試者的成像區(qū)域的圖像或可視化。主要從成像區(qū)域接收射頻信號(hào)。不過(guò)，利用磁共振成像數(shù)據(jù)的傅里葉變換構(gòu)造磁共振圖像。結(jié)果，成像體積外部的核可能對(duì)磁共振成像數(shù)據(jù)有貢獻(xiàn)，因此對(duì)構(gòu)造的任何圖像或可視化有貢獻(xiàn)。射頻系統(tǒng)包括射頻收發(fā)器和射頻線圈。射頻線圈可以是能夠發(fā)射和接收射頻信號(hào)的單個(gè)線圈，或者射頻線圈可以由發(fā)射線圈和接收線圈構(gòu)成。類似地，射頻收發(fā)器可以是收發(fā)器，或可以是獨(dú)立的發(fā)射和接收射頻裝置。該磁共振成像系統(tǒng)還包括適于對(duì)成像體積之內(nèi)的磁自旋進(jìn)行空間編碼的磁場(chǎng)梯度線圈。該磁共振成像系統(tǒng)還包括適于向磁場(chǎng)梯度線圈供應(yīng)電流的磁場(chǎng)梯度線圈電源。該磁共振成像系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，適于從磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造圖像并控制磁共振成像系統(tǒng)的操作。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于利用從磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造的磁共振成像檢測(cè)成像體積之內(nèi)的氣泡。檢測(cè)成像體積之內(nèi)的氣泡是有益的，因?yàn)榭梢允褂脷馀莸闹R(shí)和位置進(jìn)行處置規(guī)劃或診斷。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于通過(guò)訪問(wèn)磁共振圖像檢測(cè)成像體積之內(nèi)的氣泡。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還適于通過(guò)執(zhí)行如下步驟來(lái)檢測(cè)氣泡通過(guò)從趨勢(shì)(trend)檢測(cè)圖像減去磁共振圖像來(lái)創(chuàng)建減影圖像。通過(guò)從趨勢(shì)檢測(cè)圖像減去磁共振成像圖像創(chuàng)建減影圖像。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還適于通過(guò)執(zhí)行如下步驟來(lái)檢測(cè)成像體積之內(nèi)的氣泡通過(guò)向減影圖像應(yīng)用閾值來(lái)創(chuàng)建二值圖像。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還適于通過(guò)執(zhí)行如下步驟來(lái)檢測(cè)成像體積之內(nèi)的氣泡通過(guò)對(duì)二值圖像進(jìn)行中值濾波來(lái)創(chuàng)建輸出圖像。如這里使用的，中值濾波器是通過(guò)計(jì)算像素的近鄰的中值從圖像去除斑點(diǎn)噪聲和黑白點(diǎn)相間噪聲的濾波器。中值濾波器在去除噪聲同時(shí)保留邊緣方面是有效的。如這里使用的，圖像的低通濾波器是空間濾波器。圖像的低通濾波器或低通濾波執(zhí)行去除特定尺寸以下的對(duì)象的步驟。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述磁共振成像系統(tǒng)適于利用氣泡敏感脈沖序列采集磁共振成像數(shù)據(jù)。可以利用氣泡敏感磁共振脈沖序列檢測(cè)氣泡。這里使用的脈沖序列是磁共振成像系統(tǒng)為了采集磁共振成像數(shù)據(jù)而執(zhí)行的操作序列。例如，脈沖序列包含針對(duì)根據(jù)時(shí)間施加到磁共振梯度線圈的電壓以及根據(jù)時(shí)間施加到射頻線圈的射頻信號(hào)的指令。氣泡敏感序列的范例是梯度回波脈沖序列，其中回波時(shí)間(TE)為15毫秒，翻轉(zhuǎn)角(FA)為60度，體素尺寸為1. Ilmm乘1. Ilmm乘2. 5mm，重建分辨率最大。使用很多脈沖序列對(duì)質(zhì)子或氫原子密度成像。由于氣泡中氫原子密度比諸如水的液體中低得多，因此很多不同的脈沖序列能夠用于采集可用于檢測(cè)氣泡的磁共振成像數(shù)據(jù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述氣泡敏感脈沖序列為梯度回波脈沖序列。梯度回波序列具有5到25毫秒的回波時(shí)間，優(yōu)選介于10和20毫秒。梯度回波序列的分辨率介于0. 8和 1. 5毫米之間，優(yōu)選介于1和1. 25毫米。在低于1毫米的分辨率下，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)償越來(lái)越大的信噪比是有益的。在低于1毫米的分辨率以下，還發(fā)現(xiàn)高估了氣泡數(shù)量。在高于1.25毫米的分辨率下，發(fā)現(xiàn)高估了氣泡數(shù)量。梯度回波序列的切片厚度介于1和4毫米之間，優(yōu)選介于 2和3毫米之間。梯度回波序列的翻轉(zhuǎn)角介于10和80度之間，優(yōu)選介于50和70度之間。調(diào)整磁共振圖像的重建分辨率可用于改善氣泡檢測(cè)的質(zhì)量?？梢允褂枚S或三維梯度脈沖序列。如果使用二維梯度脈沖序列檢測(cè)氣泡，在切片堆疊平行于超聲窗口時(shí)，受試者和超聲窗口之間的氣泡可視性性能良好。例如，如果超聲窗口安裝在充當(dāng)床的受試者支撐中，那么受試者將躺在床上?？梢杂纱殴舱癯上裣到y(tǒng)使用在受試者的冠狀面中采集的圖像堆疊檢測(cè)受試者和超聲窗口之間的氣泡。在另一實(shí)施例中，磁共振成像系統(tǒng)還包括用于生成超聲波的超聲系統(tǒng)。超聲系統(tǒng)包括超聲窗口。超聲窗口適于接收受試者。超聲窗口可以是與受試者直接接觸的窗口，或者超聲窗口可以利用超聲耦合介質(zhì)與受試者形成接觸。超聲耦合介質(zhì)是適于發(fā)射超聲波并能夠順應(yīng)表面形狀的介質(zhì)。超聲耦合介質(zhì)的范例是凝膠襯墊或超聲耦合凝膠或水。在另一實(shí)施例中，磁共振成像系統(tǒng)適于檢測(cè)超聲窗口和受試者之間的氣泡。本實(shí)施例尤其有利，因?yàn)闅馀萦绊懙匠暤膫鞑ァ馀菘赡軐?dǎo)致超聲散射，或者超聲可能導(dǎo)致氣泡空化。在另一實(shí)施例中，超聲系統(tǒng)是高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)。本實(shí)施例尤其有利，因?yàn)楦邚?qiáng)度超聲可能導(dǎo)致氣泡空化。檢測(cè)氣泡允許通過(guò)氣泡空化對(duì)受試者或受試者一部分造成意外損傷。在另一實(shí)施例中，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于計(jì)算超聲波路徑。可以利用射線跟蹤技術(shù)計(jì)算超聲波的路徑。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于計(jì)算檢測(cè)到的氣泡沿路徑造成的超聲衰減?？梢酝ㄟ^(guò)估計(jì)氣泡半徑的空化或振蕩來(lái)計(jì)算超聲波的衰減或者可以使用查找表格完成計(jì)算，查找表格使用了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。磁共振成像系統(tǒng)還適于在超聲波衰減高于預(yù)定衰減閾值時(shí)用信號(hào)通知操作員。本實(shí)施例是有利的，因?yàn)槿绻麣馀輰⒁鸪曀p或反射過(guò)大，它允許操作員重新定位受試者?？梢酝ㄟ^(guò)多種方式用信號(hào)通知操作員?？梢杂煽陕?tīng)信號(hào)，可以有計(jì)算機(jī)顯示器或監(jiān)視器上的信號(hào)，或者可以有信號(hào)指示符，例如控制面板上的燈，其可以指出衰減將過(guò)大。在另一實(shí)施例中，超聲系統(tǒng)適于在超過(guò)預(yù)定衰減閾值時(shí)調(diào)整超聲波的路徑。本實(shí)施例是有利的，因?yàn)槭褂贸暡o(wú)需對(duì)受試者重新定位，以便從超聲波的路徑移除氣泡?？梢酝ㄟ^(guò)幾種不同方式實(shí)現(xiàn)超聲的路徑。超聲系統(tǒng)可以具有能夠機(jī)械移動(dòng)的超聲換能器。在這種情況下，可以重新定位超聲系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中，超聲系統(tǒng)可以具有超聲換能器，該超聲換能器具有多個(gè)超聲換能器元件。個(gè)體元件可以具有電源，使得可以改變超聲換能器元件生成的超聲相位和振幅。這樣允許將超聲換能器元件選擇為使得超聲遵循未受檢測(cè)的氣泡衰減的路徑。在另一實(shí)施例中，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括顯示器。顯示器適于顯示輸出圖像?？梢燥@示輸出圖像自身，或者可以在磁共振成像圖像上顯示或疊加于其上。也可以顯示輸出圖像，使其適于吸引操作員的注意。例如，可以使用亮色，例如紅色、黃色或橙色指示氣泡位置?？梢允褂檬境鼋馄式Y(jié)構(gòu)的磁共振成像圖像上疊加的閃爍圖像突出所檢測(cè)氣泡的位置。在另一方面中，本發(fā)明提供了一種包括機(jī)器可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，機(jī)器可執(zhí)行指令由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行，以執(zhí)行訪問(wèn)從成像體積的磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造的磁共振圖像的步驟。磁共振圖像可以存儲(chǔ)在例如硬盤驅(qū)動(dòng)器或其他計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上，或者可以位于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器之內(nèi)。換言之，磁共振圖像可以是先前采集的，或一旦從磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造出磁共振圖像，就可以開(kāi)始檢測(cè)氣泡的過(guò)程。這里使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是適于執(zhí)行機(jī)器可執(zhí)行指令的機(jī)器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的范例是單一計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)群、嵌入式系統(tǒng)、諸如蜂窩電話或個(gè)人數(shù)字助理的移動(dòng)計(jì)算裝置和微控制器。機(jī)器可執(zhí)行指令還包括利用磁共振圖像執(zhí)行成像體積之內(nèi)氣泡檢測(cè)的步驟。在另一實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還包括用于執(zhí)行通過(guò)檢測(cè)磁共振圖像中對(duì)比度趨勢(shì)來(lái)創(chuàng)建趨勢(shì)檢測(cè)圖像的步驟的指令。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還包括用于執(zhí)行通過(guò)從趨勢(shì)檢測(cè)圖像減去磁共振圖像來(lái)創(chuàng)建減影圖像的步驟的指令。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還包括通過(guò)向減影圖像施加閾值創(chuàng)建二值圖像的步驟。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還包括通過(guò)對(duì)二值圖像進(jìn)行中值濾波來(lái)執(zhí)行創(chuàng)建輸出圖像的步驟。在本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品另一實(shí)施方式中，通過(guò)執(zhí)行如下步驟檢測(cè)對(duì)比度趨勢(shì)對(duì)磁共振圖像進(jìn)行中值濾波以確保第一多個(gè)像素的每個(gè)的數(shù)值都在預(yù)定范圍之內(nèi)；并對(duì)所得的中值濾波磁共振圖像進(jìn)行低通濾波。在另一個(gè)實(shí)施例中，磁共振圖像包括第一多個(gè)像素。趨勢(shì)檢測(cè)圖像包括第二多個(gè)像素。減影圖像包括第三多個(gè)像素。二值圖像包括第四多個(gè)像素。第一多個(gè)像素的每個(gè)包括數(shù)值。第二多個(gè)像素的每個(gè)包括數(shù)值。第三多個(gè)像素的每個(gè)包括數(shù)值。對(duì)于第一多個(gè)像素的每個(gè)，在第一多個(gè)像素、第二多個(gè)像素、第三多個(gè)像素和第四多個(gè)像素中都有相應(yīng)像素。通過(guò)檢測(cè)第一多個(gè)像素中的對(duì)比度趨勢(shì)計(jì)算第二多個(gè)像素的每個(gè)的數(shù)值。通過(guò)從第二多個(gè)像素的相應(yīng)像素減去第一多個(gè)像素的相應(yīng)像素或從第一多個(gè)像素的相應(yīng)像素減去第二多個(gè)像素的相應(yīng)像素，計(jì)算第三多個(gè)像素的每個(gè)的數(shù)值。如果第三多個(gè)像素的相應(yīng)像素高于預(yù)定閾值，為第四多個(gè)像素的每個(gè)像素分配第一值。如果第三多個(gè)像素的相應(yīng)像素低于預(yù)定閾值，為第四多個(gè)像素的每個(gè)像素分配第二值。在由計(jì)算機(jī)實(shí)施時(shí)，第一、第二、第三和第四多個(gè)像素可以在一些實(shí)施方式中是相同的。例如，在不再需要多個(gè)像素時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行重寫并重新使用以創(chuàng)建另一多個(gè)像素。 另一個(gè)范例是，在創(chuàng)建二值圖像時(shí)，可以用二值圖像重寫第三多個(gè)像素，以便創(chuàng)建第四多個(gè)像素。在另一實(shí)施例中，通過(guò)執(zhí)行對(duì)磁共振圖像的中值濾波的步驟以確保多個(gè)像素的每個(gè)的數(shù)值在預(yù)定范圍之內(nèi)從而檢測(cè)對(duì)比度趨勢(shì)。通過(guò)執(zhí)行對(duì)所得中值濾波圖像進(jìn)行低通濾波的步驟進(jìn)一步檢測(cè)對(duì)比度趨勢(shì)。實(shí)質(zhì)上，通過(guò)首先從像素去除極值，然后施加初始去除小細(xì)節(jié)的低通濾波器，檢測(cè)對(duì)比度趨勢(shì)。在這兩個(gè)步驟之后，圖像中剩余的是圖像對(duì)比度的大趨勢(shì)。在另一方面中，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，用于檢測(cè)磁共振圖像中的氣泡。該方法包括訪問(wèn)磁共振圖像的步驟。該方法還包括通過(guò)檢測(cè)磁共振圖像中的對(duì)比度趨勢(shì)來(lái)創(chuàng)建趨勢(shì)檢測(cè)圖像。該方法還包括通過(guò)從趨勢(shì)檢測(cè)圖像減去磁共振圖像創(chuàng)建減影圖像。該方法還包括通過(guò)向減影圖像應(yīng)用閾值來(lái)創(chuàng)建二值圖像。該方法還包括通過(guò)對(duì)二值圖像進(jìn)行中值濾波創(chuàng)建輸出圖像的步驟。


在下文中將僅通過(guò)舉例，并參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)；圖2示出的方框示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法；
7
圖3a示出了具有氣泡的凝膠體模的磁共振圖像；圖北示出了從圖3a生成的識(shí)別氣泡的輸出圖像；圖如示出了皮膚和超聲窗口界面的磁共振圖像；以及圖4b示出了從圖如生成的識(shí)別氣泡的輸出圖像。附圖標(biāo)記列表100磁共振成像系統(tǒng)
102磁體
104受試者
106受試者支撐
108成像區(qū)
110射頻線圈
112射頻收發(fā)器
114磁場(chǎng)梯度線圈
116磁場(chǎng)梯度線圈電源
118超聲系統(tǒng)
120聚焦超聲換能器
122凝膠襯墊
124氣泡
126超聲路徑
128超聲焦點(diǎn)
130超聲窗口
132計(jì)算機(jī)
134硬件接口
136微處理器
138存儲(chǔ)器
140存儲(chǔ)設(shè)備
142用戶接口
144顯不器
146磁共振圖像
148氣泡
150計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品
152磁共振成像系統(tǒng)控制模塊
154超聲系統(tǒng)控制模塊
156磁共振圖像構(gòu)造模塊
158氣泡識(shí)別模塊
160磁共振成像數(shù)據(jù)
162磁共振圖像
164磁共振成像數(shù)據(jù)存檔
166磁共振圖像存檔
168計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)
300磁共振圖像
302輸出圖像
304氣泡
306白色區(qū)域
400磁共振圖像
402輸出圖像
404氣泡
406白色區(qū)域
具體實(shí)施例方式這些附圖中的編號(hào)類似的元件是等價(jià)元件或執(zhí)行相同功能。如果功能等價(jià)，先前論述過(guò)的元件未必會(huì)在后面的圖中加以論述。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)100。磁共振成像系統(tǒng)100具有磁體102。在本范例中，示出了具有通過(guò)中心的膛的圓柱形磁體。也可以使用其他各種磁體。例如，也可以使用類似兩個(gè)亥姆霍茲線圈的開(kāi)放式磁體。在磁體102的膛之內(nèi)是定位于受試者支撐106上的受試者104。磁共振成像系統(tǒng)100適于采集成像區(qū)108之內(nèi)的磁共振成像數(shù)據(jù)。射頻天線110采集成像區(qū)108之內(nèi)的磁共振成像數(shù)據(jù)。射頻線圈110連接到射頻收發(fā)器112。磁體的膛內(nèi)還有磁場(chǎng)梯度線圈114。磁場(chǎng)梯度線圈114由磁場(chǎng)梯度電源 116供電。受試者支撐106下方是超聲系統(tǒng)118。在本范例中，示出了用于高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)中的類型的聚焦超聲收發(fā)器120。超聲系統(tǒng)118具有超聲窗口 130，其適于允許超聲波從超聲系統(tǒng)118通過(guò)進(jìn)入受試者104體內(nèi)。在本范例中，在受試者支撐106之內(nèi)有間隙，適于接收凝膠襯墊122，凝膠襯墊122將超聲窗口 130耦合到受試者104。在本范例中，在凝膠襯墊122和受試者104之間示出了氣泡124。不過(guò)，氣泡IM位于成像區(qū)108之內(nèi)。超聲通過(guò)受試者的體積由標(biāo)記為1 的線劃界。超聲被聚焦在受試者之內(nèi)的體積128中。在這幅圖中可以看出，氣泡1 在超聲通過(guò)的邊界1 之內(nèi)。不過(guò)，氣泡在成像區(qū)108之內(nèi)，可以在磁共振圖像146中被識(shí)別出。磁共振成像系統(tǒng)100還包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)132。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有硬件接口 134，適于將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)132連接到磁共振成像系統(tǒng)100的各其他部件。射頻收發(fā)器112、超聲系統(tǒng)118和磁場(chǎng)梯度電源116都被示為連接到硬件接口 134。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)132之內(nèi)是微處理器136。微處理器136連接到硬件接口 134、用戶接口 142、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備140和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器138。微處理器136適于執(zhí)行機(jī)器可執(zhí)行指令。 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器138適于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和機(jī)器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)適于控制和運(yùn)行磁共振成像系統(tǒng)100的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品150。 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品150包括磁共振成像系統(tǒng)控制模塊152，包含用于控制和操作磁共振成像系統(tǒng)的指令。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品150還包括超聲控制模塊154，包含用于控制超聲系統(tǒng)118的操作的機(jī)器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品150還包括磁共振圖像構(gòu)造模塊156。這個(gè)模塊包含用于從磁共振成像數(shù)據(jù)160構(gòu)造磁共振圖像和透視圖的例程和算法。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品150還包括氣泡識(shí)別模塊158，適于對(duì)磁共振圖像162執(zhí)行圖像分析，以識(shí)別氣泡124。存儲(chǔ)器138還具有磁共振成像數(shù)據(jù)160和磁共振圖像162。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)132還具有計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備140。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備的形式可以是固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)器、常規(guī)磁盤硬盤驅(qū)動(dòng)器或其他適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備140能夠儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品168的副本。在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備中是磁共振成像數(shù)據(jù)164 的存檔以及磁共振圖像166的存檔。還連接到微處理器136的是用戶接口 142。用戶接口包括允許操作員觀看數(shù)據(jù)或信息，并且還控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)132的操作的元件。例如，用戶接口可以包括鼠標(biāo)、觸摸板、鍵盤或其他用戶輸入裝置。圖1中還示出了顯示器144，其還包括用戶接口 142的一部分。顯示器144上顯示了磁共振圖像146。疊加在磁共振圖像146上的是利用氣泡識(shí)別模塊158 識(shí)別的氣泡148。在工作中，將把受試者104放在受試者支撐106上。磁共振成像系統(tǒng)100可用于提供解剖學(xué)數(shù)據(jù)，解剖學(xué)數(shù)據(jù)可用于引導(dǎo)超聲系統(tǒng)118的操作。在開(kāi)始超聲處理程序之前， 磁共振成像系統(tǒng)在受試者104和凝膠襯墊122之間的界面區(qū)域中采集磁共振成像數(shù)據(jù)。氣泡識(shí)別模塊158然后識(shí)別受試者104和凝膠襯墊122之間的氣泡124。利用顯示器144向操作員通知這種情況。操作員然后能夠決定移動(dòng)受試者104并移除氣泡IM或調(diào)整超聲換能器120的操作。這可以涉及到移動(dòng)超聲換能器120或控制在程序中激活超聲換能器的哪些元件。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法實(shí)施例。在步驟200中，訪問(wèn)磁共振成像圖像?？梢栽L問(wèn)存儲(chǔ)的圖像，或可以使用剛從采集的磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造的磁共振圖像。在步驟202中，創(chuàng)建在其中檢測(cè)到大對(duì)比度趨勢(shì)的圖像。在步驟204中，從趨勢(shì)檢測(cè)圖像減去磁共振圖像。在步驟206中，然后向減影圖像應(yīng)用閾值，最后在步驟208中構(gòu)造輸出圖像。 通過(guò)向二值圖像應(yīng)用中值濾波器構(gòu)造輸出圖像。圖3a示出了其中嵌入了氣泡的凝膠體模的磁共振圖像300。圖北示出了輸出圖像302，其中的氣泡已經(jīng)在圖3a所示的圖像中識(shí)別出來(lái)。在圖北中氣泡被識(shí)別為圖像中的白色區(qū)域。例如，圖3a中識(shí)別了氣泡300，圖北中識(shí)別了與氣泡300對(duì)應(yīng)的白色區(qū)域302。圖如示出了人皮膚和凝膠襯墊之間界面的磁共振圖像400。在圖4b中示出的輸出圖像402中將圖如中的氣泡識(shí)別為白色區(qū)域。圖如和4b展示出，可以將方法實(shí)施例用于識(shí)別超聲窗口和受試者表面之間的氣泡。例如，圖如中識(shí)別了氣泡400，圖4b中識(shí)別了與氣泡400對(duì)應(yīng)的白色區(qū)域402。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像系統(tǒng)，其包括用于生成超聲波的超聲系統(tǒng)(118)；其中，所述超聲系統(tǒng)包括超聲窗口(130)；且其中，所述超聲窗口適于接收受試者，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)(100)被配置成檢測(cè)成像體積(108)之內(nèi)的氣泡(124，148，304，306，404，406)，所述磁共振成像系統(tǒng)包括-磁體(10 ，其適于生成磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)用于對(duì)位于所述成像體積之內(nèi)的所述受試者 (104)的核的磁自旋進(jìn)行取向；-射頻系統(tǒng)(110，112)，其適于采集磁共振數(shù)據(jù)(160，164)，其中，所述射頻系統(tǒng)包括射頻收發(fā)器(112)和射頻線圈(110)；-磁場(chǎng)梯度線圈(114)，其適于對(duì)所述成像體積之內(nèi)的核的磁自旋進(jìn)行空間編碼； -磁場(chǎng)梯度線圈電源(116)，其適于向所述磁場(chǎng)梯度線圈供應(yīng)電流；以及 -計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(132)，其適于從所述磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造圖像并控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作，其中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于利用從所述磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造的磁共振圖像 (162，166，300,400)檢測(cè)所述成像體積之內(nèi)的所述氣泡，且其中所述超聲系統(tǒng)被配置成基于所檢測(cè)的氣泡調(diào)整所述超聲波的路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于通過(guò)執(zhí)行如下步驟檢測(cè)所述成像體積之內(nèi)的所述氣泡-訪問(wèn)(200)所述磁共振圖像；-通過(guò)檢測(cè)所述磁共振圖像中的對(duì)比度趨勢(shì)創(chuàng)建(20 趨勢(shì)檢測(cè)圖像； -通過(guò)從所述趨勢(shì)檢測(cè)圖像減去所述磁共振圖像創(chuàng)建(204)減影圖像； -通過(guò)向第三多個(gè)像素的每個(gè)應(yīng)用閾值創(chuàng)建(206) 二值圖像；以及 -通過(guò)對(duì)所述二值圖像進(jìn)行中值濾波創(chuàng)建(208)輸出圖像(146，302，402)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)適于利用氣泡敏感脈沖序列采集磁共振成像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述氣泡敏感脈沖序列為梯度回波序列，其中，所述梯度回波序列具有5和25毫秒之間的回波時(shí)間，其中，所述梯度回波序列具有0. 8和1. 5毫米之間的分辨率，其中，所述梯度回波序列具有1和4毫米之間的切片厚度，且其中，所述梯度回波序列具有10和80度之間的翻轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，包括超聲換能器的所述超聲系統(tǒng)被配置成通過(guò)機(jī)械移動(dòng)所述超聲換能器來(lái)調(diào)整超聲束的路徑。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，包括具有多個(gè)換能器元件的超聲換能器陣列的所述超聲系統(tǒng)被配置成通過(guò)調(diào)節(jié)由所述超聲換能器的換能器元件生成的超聲的相位和振幅來(lái)調(diào)整超聲束的路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)適于檢測(cè)所述超聲窗口和所述受試者之間的所述氣泡。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述超聲系統(tǒng)是高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)(118，120，130)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還適于計(jì)算所述超聲波的路徑(126)；其中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還適于計(jì)算所述氣泡沿所述路徑造成的所述超聲波的衰減；且其中，所述磁共振成像系統(tǒng)還適于在所述超聲波的衰減高于預(yù)定衰減閾值時(shí)用信號(hào)通知操作員。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述超聲系統(tǒng)適于在超過(guò)所述預(yù)定衰減閾值時(shí)調(diào)整所述超聲波的路徑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括顯示器(144)；且其中，所述顯示器適于顯示所述輸出圖像。
12.—種用于檢測(cè)磁共振圖像(162，166，300，400)之內(nèi)的氣泡(124，148，304，306， 404,406)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(13 執(zhí)行以執(zhí)行以下步驟的機(jī)器可執(zhí)行指令-訪問(wèn)(200)從成像體積(108)的磁共振成像數(shù)據(jù)(160，164)構(gòu)造的磁共振圖像(162， 166，166，400)；以及-利用所述磁共振圖像檢測(cè)所述成像體積之內(nèi)的所述氣泡。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，利用所述磁共振圖像檢測(cè)所述成像體積之內(nèi)的所述氣泡包括如下步驟-通過(guò)檢測(cè)所述磁共振圖像中的對(duì)比度趨勢(shì)創(chuàng)建(20 趨勢(shì)檢測(cè)圖像； -通過(guò)從所述趨勢(shì)檢測(cè)圖像減去所述磁共振圖像創(chuàng)建(204)減影圖像； -通過(guò)向第三多個(gè)像素的每個(gè)應(yīng)用閾值創(chuàng)建(206) 二值圖像；以及 -通過(guò)對(duì)所述二值圖像進(jìn)行中值濾波創(chuàng)建(208)輸出圖像(146，302，402)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述磁共振圖像包括第一多個(gè)像素；其中，所述趨勢(shì)檢測(cè)圖像包括第二多個(gè)像素；其中，所述減影圖像包括第三多個(gè)像素； 其中，所述二值圖像包括第四多個(gè)像素；其中，所述第一多個(gè)像素的每個(gè)都包括數(shù)值；其中，所述第二多個(gè)像素的每個(gè)都包括數(shù)值；其中，所述第三多個(gè)像素的每個(gè)都包括數(shù)值；其中，對(duì)于所述第一多個(gè)像素的每個(gè)，在所述第一多個(gè)像素、所述第二多個(gè)像素、所述第三多個(gè)像素和所述第四多個(gè)像素中都有相應(yīng)像素；其中，通過(guò)檢測(cè)所述第一多個(gè)像素中的對(duì)比度趨勢(shì)計(jì)算所述第二多個(gè)像素的每個(gè)的數(shù)值；其中，通過(guò)從所述第二多個(gè)像素的相應(yīng)像素減去所述第一多個(gè)像素的相應(yīng)像素或通過(guò)從所述第一多個(gè)像素的相應(yīng)像素減去所述第二多個(gè)像素的相應(yīng)像素計(jì)算所述第三多個(gè)像素的每個(gè)的數(shù)值；其中，如果所述第三多個(gè)像素的相應(yīng)像素高于預(yù)定閾值，為所述第四多個(gè)像素的每個(gè)像素分配第一值；且其中，如果所述第三多個(gè)像素的相應(yīng)像素低于所述預(yù)定閾值，為所述第四多個(gè)像素的每個(gè)分配第二值。
15.一種用于檢測(cè)磁共振圖像(162，166，300，400)中的氣泡(124，148，304，306，404， 406)的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，所述方法包括-訪問(wèn)(200)磁共振圖像；-通過(guò)檢測(cè)所述磁共振圖像中的對(duì)比度趨勢(shì)創(chuàng)建(20 趨勢(shì)檢測(cè)圖像； -通過(guò)從所述趨勢(shì)檢測(cè)圖像減去所述磁共振圖像創(chuàng)建(204)減影圖像； -通過(guò)向第三多個(gè)像素的每個(gè)應(yīng)用閾值創(chuàng)建(206) 二值圖像；以及 -通過(guò)對(duì)所述二值圖像進(jìn)行中值濾波創(chuàng)建(208)輸出圖像(146，302，402)。
全文摘要
一種用于檢測(cè)成像體積(108)之內(nèi)的氣泡(124，148，304，306，404，406)的磁共振成像系統(tǒng)(100)，所述磁共振成像系統(tǒng)包括磁體(102)，其適于生成磁場(chǎng)，磁場(chǎng)用于對(duì)位于所述成像體積之內(nèi)的受試者(104)的核的磁自旋進(jìn)行取向；射頻系統(tǒng)(110，112)，其適于采集磁共振數(shù)據(jù)(160，164)，其中所述射頻系統(tǒng)包括射頻收發(fā)器(112)和射頻線圈(110)；磁場(chǎng)梯度線圈(114)，其適于對(duì)所述成像體積之內(nèi)的核的磁自旋進(jìn)行空間編碼；磁場(chǎng)梯度線圈電源(116)，其適于向所述磁場(chǎng)梯度線圈供應(yīng)電流；以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(132)，其適于從所述磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造圖像并控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作，其中所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于利用從所述磁共振成像數(shù)據(jù)構(gòu)造的磁共振圖像(162，166，300，400)檢測(cè)所述成像體積之內(nèi)的氣泡。
文檔編號(hào)G01R33/44GK102575995SQ201080045886
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
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