磁共振成像的方法及系统与流程

磁共振成像的方法及系统
优先权声明
1.本技术要求于2020年08月11日递交的美国申请us16/989,905的优先权，其内容以引用的方式被包含于此。
技术领域
2.本技术一般涉及磁共振成像(mri)，更具体地，涉及mri中定量测量的方法和系统。


背景技术：

3.磁共振成像系统利用强磁场和射频(rf)技术广泛应用于医学诊断和/或治疗。例如，通过mri系统，可以对对象进行各种测量，例如纵向弛豫时间(t1)测量、横向弛豫时间(t2)测量、质子密度(pd)测量，以提供疾病诊断和/或治疗的基础。


技术实现要素：

4.根据本技术的一个方面，提供了一种mri系统。该系统可以包括包含一组指令的至少一个存储设备，以及配置成与至少一个存储设备通信的至少一个处理器。当执行指令时，所述至少一个处理器可被配置为指示系统执行以下操作。所述至少一个处理器可被配置为获取与对象相关的第一组mri数据，该第一组mri数据是第一采集中所述对象达到第一t1加权水平时由磁共振(mr)扫描仪获取的，根据一个或多个第一值实施所述第一采集，所述一个或多个第一值中的每个第一值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数；获取与所述对象相关的第二组mri数据，该第二组mri数据是第二采集中当所述对象达到第二t1加权水平时由所述mr扫描仪获取的，该第二t1加权水平和所述第一t1加权水平不同，根据一个或多个第二值实施第二采集，所述一个或多个第二值中的每个第二值对应于所述一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数，所述一个或多个脉冲序列参数中的至少一个脉冲序列参数的第一值和第二值不同；以及基于所述第一组mri数据和所述第二组mri数据，确定参考系数的目标值，该参考系数与所述第一采集中的第一b1不均匀性和所述第二采集中的第二b1不均匀性相关联。
5.在一些实施例中，所述对象可以是受试体的物理点，并且所述参考系数可以测量在所述第一采集中所述物理点处的第一信号强度与在所述第二采集中所述物理点处的第二信号强度之间的差别。
6.在一些实施例中，所述参考系数可以为所述第一信号强度与所述第二信号强度之比或所述第二信号强度与所述第一信号强度之比。
7.在一些实施例中，所述第一组mri数据和所述第二组mri数据可以是在所述受试体的mri扫描中获取的。并且所述基于所述第一组mri数据和所述第二组mri数据，确定参考系数的目标值，该参考系数与所述第一采集中的第一b1不均匀性和所述第二采集中的第二b1不均匀性相关联，可以包括：基于所述第一组mri数据重建所述受试体的第一图像；基于所述第二组mri数据重建所述受试体的第二图像；以及基于所述第一图像和所述第二图像确
定所述参考系数的目标值。
8.在一些实施例中，基于所述第一图像和所述第二图像确定所述参考系数的目标值可以包括：在所述第一图像中识别与所述物理点对应的第一元素；在所述第二图像中识别与所述物理点对应的第二元素；以及基于所述第一元素的值和所述第二元素的值来确定所述参考系数的目标值。
9.在一些实施例中，所述操作还可以包括至少部分地基于所述参考系数的目标值来确定所述对象的t1值。
10.在一些实施例中，所述至少部分地基于所述参考系数的目标值来确定所述对象的t1值可以包括：基于所述一个或多个脉冲序列参数的所述一个或多个第一值和所述一个或多个第二值确定所述参考系数的参考值；基于所述参考值和所述参考系数的目标值，确定关于t1测量的校正系数；以及至少部分地基于所述校正系数来确定所述对象的t1值。
11.在一些实施例中，所述一个或多个脉冲序列参数的所述一个或多个第一值包括第一翻转角，以及所述一个或多个脉冲序列参数的所述一个或多个第二值包括与所述第一翻转角不同的第二翻转角。
12.在一些实施例中，所述至少部分地基于所述校正系数来确定所述对象的t1值可以包括基于所述第一翻转角、所述第二翻转角和所述参考系数的参考值来确定所述对象的初始t1值，以及通过根据所述校正系数校正所述初始t1值来确定所述对象的t1值。
13.在一些实施例中，所述至少部分地基于校正系数来确定所述对象的t1值可以包括：通过所述校正系数校正所述第一翻转角来确定校正后的第一翻转角；以及基于所述校正后的第一翻转角、所述第二翻转角和所述参考系数的目标值来确定所述对象的t1值。
14.在一些实施例中，所述至少部分地基于所述参考系数的目标值来确定所述对象的t1值可以是根据解析解或驱动平衡单脉冲观测(despot)算法来进行的。
15.根据本技术的一个方面，提供了一种mri方法。该方法可包括获取与对象相关的第一组mri数据，该第一组mri数据是第一采集中所述对象达到第一t1加权水平时由mr扫描仪获取的，根据一个或多个第一值实施所述第一采集，所述一个或多个第一值中的每个第一值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数；获取与所述对象相关的第二组mri数据，该第二组mri数据是第二采集中当所述对象达到第二t1加权水平时由所述mr扫描仪获取的，该第二t1加权水平和所述第一t1加权水平不同，根据一个或多个第二值实施第二采集，所述一个或多个第二值中的每个第二值对应于所述一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数，所述一个或多个脉冲序列参数中的至少一个脉冲序列参数的第一值和第二值不同；以及基于所述第一组mri数据和所述第二组mri数据，确定参考系数的目标值，该参考系数与所述第一采集中的第一b1不均匀性和所述第二采集中的第二b1不均匀性相关联。
16.在一些实施例中，所述对象可以是受试体的物理点，并且所述参考系数可以测量在所述第一采集中所述物理点处的第一信号强度与在所述第二采集中所述物理点处的第二信号强度之间的差别。
17.在一些实施例中，所述参考系数可以为所述第一信号强度与所述第二信号强度之比或所述第二信号强度与所述第一信号强度之比。
18.在一些实施例中，所述操作还可以包括至少部分地基于所述参考系数的目标值来
确定所述对象的t1值。
19.在一些实施例中，所述至少部分地基于所述参考系数的目标值来确定所述对象的t1值可以包括基于所述一个或多个脉冲序列参数的所述一个或多个第一值和所述一个或多个第二值确定所述参考系数的参考值；基于所述参考值和所述参考系数的目标值，确定关于t1测量的校正系数；以及至少部分地基于所述校正系数来确定所述对象的t1值。
20.在一些实施例中，所述一个或多个脉冲序列参数的所述一个或多个第一值可以包括第一翻转角，以及所述一个或多个脉冲序列参数的所述一个或多个第二值可以包括与所述第一翻转角不同的第二翻转角。
21.在一些实施例中，至少部分基于校正系数来确定对象的t1值可以包括基于所述第一翻转角、所述第二翻转角和所述参考系数的参考值来确定所述对象的初始t1值，以及通过根据所述校正系数校正所述初始t1值来确定所述对象的t1值。
22.在一些实施例中，所述至少部分地基于所述校正系数来确定所述对象的t1值可以包括通过所述校正系数校正所述第一翻转角来确定校正后的第一翻转角，以及基于所述校正后的第一翻转角、所述第二翻转角和所述参考系数的目标值来确定所述对象的t1值。
23.根据本技术的另一方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质可包括用于mri的一组指令，其中当由至少一个处理器执行时，该组指令可指示至少一个处理器实现方法。该方法可包括获取与对象相关的第一组mri数据，该第一组mri数据是第一采集中所述对象达到第一t1加权水平时由mr扫描仪获取的，根据一个或多个第一值实施所述第一采集，所述一个或多个第一值中的每个第一值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数；获取与所述对象相关的第二组mri数据，该第二组mri数据是第二采集中当所述对象达到第二t1加权水平时由所述mr扫描仪获取的，该第二t1加权水平和所述第一t1加权水平不同，根据一个或多个第二值实施第二采集，所述一个或多个第二值中的每个第二值对应于所述一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数，所述一个或多个脉冲序列参数中的至少一个脉冲序列参数的第一值和第二值不同；以及基于所述第一组mri数据和所述第二组mri数据，确定参考系数的目标值，该参考系数与所述第一采集中的第一b1不均匀性和所述第二采集中的第二b1不均匀性相关联。
24.本技术的一部分附加特性可以在以下描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本技术的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本技术的特征可以通过实践或使用下文讨论的具体实施例中阐述的方法、手段和组合的各个方面来实现和达到。
附图说明
25.本技术将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：
26.图1是根据本技术的一些实施例所示的示例性mri系统的示意图；
27.图2是根据本技术的一些实施例所示的示例性mr扫描仪的框图；
28.图3是根据本技术的一些实施例所示的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
29.图4是根据本技术的一些实施例所示的移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
30.图5是根据本技术的一些实施例所示的示例性处理设备的框图；
31.图6是根据本技术的一些实施例所示的用于确定对象的t1值的示例性过程的流程图；
32.图7是根据本技术的一些实施例所示的用于至少部分地基于参考系数的目标值来确定物理点的t1值的示例性过程的流程图；
33.图8是根据本技术的一些实施例所示的模拟实验的结果的示意图；
34.图9a到9c是根据本技术一些实施例所示的模拟实验的结果的示意图；以及
35.图10a到10d是根据本技术一些实施例所示的在水模上执行的mri扫描的结果的示意图。
具体实施方式
36.在下面的详细描述中，通过示例阐述了许多具体细节，为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案。然而，对于本领域技术人员显而易见的是可以在没有这些细节的情况下实施本技术。在其它情况下，为了避免不必要地使本技术的各方面变得晦涩难懂，已经在较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，对所披露的实施例做出的各种改变是显而易见的，并且在不偏离本技术的精神和范围的情况下，本技术中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本技术不限于所示的实施例，而是被赋予与权利要求一致的最宽范围。
37.本技术中所使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而非限制性的。如本技术使用的单数形式“一”、“一个”及“该”同样可以包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应当理解，在本技术说明书中使用的术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整体、步骤、操作、组件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。
38.应当理解，这里使用的术语“系统”、“设备”、“单位”、“模块”和/或“块”是以升序区分不同级别的不同组件、元素、零件、部分或组装的一种方法。然而，如果可以达到相同的目的，这些术语也可以被其他表达替换。
39.通常，这里使用的词语“模块”、“单元”或“块”是指包括在硬件或固件中的逻辑或者是软件指令的集合。本文描述的模块，单元或块可以被实现为软件和/或硬件，并且可以存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或其他存储设备中。在一些实施例中，可以编译软件模块/单元/块并将其链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他模块/单元/块或从其自身调用，和/或可以响应于检测到的事件或中断而被调用。配置用于在计算设备上执行的软件模块/单元/块(例如，如图3所示的处理器310)可以设置在计算机可读介质上，例如光盘、数字视频光盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质、或作为数字下载(最初可以以压缩或可安装的格式存储，在执行之前需要安装、解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以嵌入固件中，例如eprom。还应当理解，硬件模块/单元/块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器，和/或可以包括在可编程单元中，例如可编程门
阵列或处理器。这里描述的模块/单元/块或计算设备功能可以实现为软件模块/单元/块，但是可以用硬件或固件表示。通常，这里描述的模块/单元/块指的是逻辑模块/单元/块，其可以与其他模块/单元/块组合或者分成子模块/子单元/子块，不管其物理组织或存储器件如何。该描述可适用于系统、引擎或其一部分。
40.可以理解的是，除非上下文另有明确说明，当单元、引擎、模块或块被称为在另一单元、引擎、模块或块“上”、“连接至”或“耦合至”另一单元、引擎、模块或块时，其可以直接在其它单元、引擎、模块或块上，与之连接或耦合，或与之通信，或者可能存在中间单元、引擎、模块或块。在本技术中，术语“和/或”可包括任何一个或多个相关所列条目的任意或所有组合。本技术中的术语“像素”和“体素”可交换地用于指代图像中的元素。本技术中的术语“图像”用于指各种形式的图像，包括二维图像、三维图像、四维图像等。
41.根据以下对附图的描述，本技术的这些和其它的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法，以及部件组合和制造经济性，可以变得更加显而易见，这些附图都构成本技术说明书的一部分。然而，应当理解的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本技术的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。
42.本技术中使用的流程图说明了根据本技术的一些实施例的系统实现的操作。应明确理解，流程图的操作可以不按顺序执行。相反，这些操作可以以相反的顺序实现，或者同时实现。此外，可以将一个或多个其他操作添加到流程图中。可以从流程图中删除一个或多个操作。
43.此外，虽然本技术中公开的系统和方法主要是关于在mri系统中对对象(例如，患者、患者的物理点)进行测量来描述的。应该理解，这只是为了说明的目的。本技术的系统和方法可以应用于任何其他种类的医学成像系统。在一些实施例中，成像系统可以包括单模态成像系统和/或多模态成像系统。单模态成像系统可以包括例如mri系统。多模态成像系统可以包括例如磁共振成像-计算机断层扫描(mri-ct)系统、正电子发射断层扫描-磁共振成像(pet-mri)系统、单光子发射计算机断层扫描-磁共振成像(spect-mri)系统，数字减影血管造影-磁共振成像(dsa-mri)系统等。
44.本技术的一个方面涉及用于mri中定量测量的系统和方法。为了说明的目的，参考mri中对对象的t1测量的实现来描述本技术。对象可以是生物的，也可以是非生物的。例如，对象可以包括患者、人造受试体等。又例如，对象可以包括患者的特定部分、器官、组织和/或物理点。例如，对象可包括头部、大脑、颈部、身体、肩部、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等，或其组合。在一些实施例中，对象可以是受试体(例如，患者)的物理点。如本文所使用的，受试体的物理点是指具有物理特性(例如重量、惯性、动量等)的部分，例如受试体的点或区域。在一些实施例中，受试体的物理点可对应于受试体的mri图像的像素或体素，该mri图像是通过对受试体的mri扫描而生成的。物理点是指图像中对应的物体空间位置上的每个点(相应部位/位置)。应当注意，这并非旨在限制，而且可以应用所述系统和方法来对受试体进行其他定量测量(例如，t2测量)。
45.传统地，为了确定受试体的物理点的t1值，可以通过mr扫描仪将磁化恢复脉冲序列(例如，反转恢复脉冲序列、饱和恢复脉冲序列)施加在受试体上以从受试体获取回波信号，并且物理点的t1值可以通过将回波信号的信号强度与t1弛豫效应相关来确定。t1测量的另一方法可通过使用mr扫描仪对受试体实施具有不同脉冲序列参数值(例如，不同翻转
角(fas)或不同重复时间)的多个采集来执行。可以在多个获取中在物理点达到不同的t1加权水平时，获取多组mri数据。因为物理点的t1值可能影响对应于不同脉冲序列参数值的一组mri数据，所以可以基于一组mri数据来确定对象的t1值。然而，采集的实现可能受到各种因素的影响，例如mr扫描仪的硬件限制、b0场(即，主磁场)的波长、b1场(即，射频场)的波长、受试体的介电特性和导电特性等。
46.由于这些因素，在采集中，施加于物理点的实际b1场可能偏离采集的预设b1场。另外，实际b1场可以具有不均匀的空间分布(即，实际b1场可以在受试体的不同物理点处具有不同的值)，这被称为b1不均匀性。b1不均匀性可能导致在物理点处的实际fa和采集的预设fa之间的差异，这可能影响在采集过程中采集的一组mri数据和基于该组mri数据进行的t1测量的精度。t1测量可能需要考虑采集中b1的不均匀性。例如，传统的t1测量方法可以在每次采集期间确定物理点处的实际b1场(或实际fa或实际fa与预设fa的比率)，并且基于采集中的实际b1场确定物理点的调整后的t1值。通常，传统的t1测量方法假设b1不均匀性对于不同的采集是一致的，例如，通过使用相同的校正系数来确定不同采集中的实际fas。然而，不同的采集可能具有不同的b1不均匀性，并且在每个采集中确定的实际b1场可能仅仅是估计值。根据该假设确定的t1值可能具有低信噪比(snr)。期望提供通过考虑到不同采集中不同的b1不均匀性来进行t1测量的系统和方法，从而提高t1测量的准确度。
47.根据本技术的一些实施例，当对象达到第一t1加权水平时，系统和方法可以获取与对象相关的第一组mri数据，该第一组mri数据是第一采集中对象达到第一t1加权水平时由mr扫描仪获取的，可以根据一个或多个第一值实施所述第一采集，该一个或多个第一值中的每个第一值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数。该系统和方法可以获取与对象相关的第二组mri数据，该第二组mri数据是第二采集中当对象达到第二t1加权水平时由mr扫描仪获取的，第二t1加权水平和第一t1加权水平不同，根据一个或多个第二值实施第二采集，该一个或多个第二值中的每个第二值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数，一个或多个脉冲序列参数中的至少一个脉冲序列参数的第一值和第二值不同。该系统和方法可基于第一组mri数据和第二组mri数据进一步确定参考系数的目标值，该参考系数与第一采集中的第一b1不均匀性和第二采集中的第二b1不均匀性相关联。
48.在一些实施例中，该系统和方法还可以基于参考系数的目标值来确定定量参数，例如对象的t1值。参考系数的目标值可用于消除或减少第一和第二b1不均匀性对确定对象的t1值的影响。与传统的t1测量方法相比，该系统和方法可以同时考虑b1的第一和第二不均匀性，提高了t1测量的精度和可靠性。
49.图1是根据本技术的一些实施例所示的示例性mri(磁共振成像)系统100的示意图。如图1所示，mri系统100可以包括mr扫描仪110、处理设备120、存储设备130、一个或多个终端140和网络150。在一些实施例中，扫描仪110、处理设备120、存储设备130和终端140可经由无线连接、有线连接或其组合彼此连接和/或通信。mri系统100中的组件之间的连接可以是可变的。例如，mr扫描仪110可以通过网络150连接到处理设备120。又例如，mr扫描仪110可以直接连接到处理设备120。
50.mr扫描仪(磁共振扫描仪)110可被配置为扫描对象(或对象的一部分)以获取图像数据，例如与对象相关联的回波信号(或mri数据)。例如，mr扫描仪110可以通过在对象上施
加mr脉冲序列来检测多组mri数据。在一些实施例中，mr扫描仪110可包括例如磁性体、梯度线圈、rf线圈等，如图2所述。在一些实施例中，根据磁性体的类型，mr扫描仪110可为永磁mr扫描仪、超导电磁铁mr扫描仪或电阻电磁铁mr扫描仪等。在一些实施例中，根据磁场强度，mr扫描仪110可以是高场mr扫描仪、中场mr扫描仪和低场mr扫描仪等。
51.为便于说明，图1中提供了包括x轴、y轴和z轴的坐标系。图1中所示的x轴和z轴可以是水平的，y轴可以是垂直的。如图所示，从面向mr扫描仪110正面的方向看，沿着x轴的正x方向可以是从mr扫描仪110的右侧到左侧的方向；沿图1所示的y轴的正y方向可以是从mr扫描仪110的下部到上部；图1所示的沿z轴的正z方向可以是指对象移出mr扫描仪110的扫描通道(或称为孔)的方向。可以在本技术的其他地方找到mr扫描仪110的更多描述。例如，参见图2及其描述。
52.处理设备120可以处理从mr扫描仪110、存储设备130和/或终端140获取的数据和/或信息。例如，处理设备120可以通过处理由mr扫描仪110收集的与对象有关的图像数据(例如，mri数据)，来确定参考系数的目标值，其中，参考系数可与多个采集中的b1不均匀性相关联。又例如，处理设备120可以至少部分地基于参考系数的目标值对对象进行t1测量。在一些实施例中，处理设备120可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的，也可以是分布式的。在一些实施例中，处理设备120可以是本地的或远程的。例如，处理设备120可以经由网络150访问来自mr扫描仪110、存储设备130和/或终端140的信息和/或数据。又例如，处理设备120可以直接连接到mr扫描仪110、终端140和/或存储设备130，以访问信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备120可以在云平台上实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等，或者其组合。在一些实施例中，处理设备120可以由具有如图3所述的一个或多个组件的计算设备300来实现。
53.存储设备130可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备130可以存储从mr扫描仪110、处理设备120和/或终端140获取的数据。在一些实施例中，存储设备130可以存储处理设备120可以执行的，或处理设备120可以用来执行本技术中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备130可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(rom)等或其组合。示例性大容量存储设备可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储设备可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩磁盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(ram)。示例性ram可包括动态ram(dram)、双数据速率同步动态ram(ddr-sdram)、静态ram(sram)、晶闸管ram(t-ram)、零电容ram(z-ram)等。示例性rom可包括掩模rom(mrom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、光盘rom(cd-rom)、数字多功能磁盘rom等。在一些实施例中，存储设备130可以在本技术其他地方描述的云平台上实现。
54.在一些实施例中，存储设备130可以连接到网络150以与mri系统100中的一个或多个其他组件(例如，mr扫描仪110、处理设备120和/或终端140)通信。mri系统100的一个或多个组件可以经由网络150访问存储设备130中存储的数据或指令。在一些实施例中，存储设备130可以是处理设备120或终端140的一部分。
55.终端140可被配置为实现用户与mri系统100之间的用户交互。例如，终端140可从用户接收指令以使mr扫描仪110扫描对象。又例如，终端140可以从处理设备120接收处理结
果(例如，与对象有关的定量参数的值或定量地图)，并将处理结果显示给用户。在一些实施例中，终端140可以连接到mr扫描仪110、处理设备120和/或存储设备130和/或与之通信。在一些实施例中，终端140可以包括移动设备140-1、平板计算机140-2、膝上型计算机140-3等或其组合。例如，移动设备140-1可以包括移动电话、个人数字助理(pda)、游戏设备、导航设备、销售点(pos)设备、膝上型计算机、平板计算机、台式机等或其组合。在一些实施例中，终端140可包括输入设备、输出设备等。输入设备可包括可通过键盘输入的字母数字键和其他键、触摸屏(例如，具有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼球跟踪输入、大脑监控系统输入、或任何其他类似的输入机制。通过输入设备接收到的输入信息可以经由例如总线发送到处理设备120以进行进一步处理。其他类型的输入设备可包括光标控制设备，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出设备可包括显示器、扬声器、打印机等，或其组合。在一些实施例中，终端140可以是处理设备120或mr扫描仪110的一部分。
56.网络150可以包括可促进mri系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，mri系统100的一个或多个组件(例如，mr扫描仪110、处理设备120、存储设备130、终端140等)可经由网络150与mri系统100的一个或多个其它组件传输信息和/或数据。例如，处理设备120可经由网络150从mr扫描仪110获取图像数据(例如，回波信号)。又例如，处理设备120可经由网络150从终端140获取用户指令。网络150可包括公用网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局域网(lan)、广域网(wan))等)、有线网络(例如，以太网)、无线网络(例如，802.11网络、，wi-fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(lte)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(“vpn”)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机等，或其组合。例如，网络150可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内部网、无线局域网(wlan)、城域网(man)、公共电话交换网(pstn)、蓝牙tm网络，紫蜂tm网络、近场通信(nfc)网络等，或其组合。在一些实施例中，网络150可以包括一个或多个网络接入点。例如，网络150可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或因特网交换点，通过这些接入点，mri系统100的一个或多个组件可以连接到网络150以交换数据和/或信息。
57.该描述旨在说明，而不是限制本技术的范围。许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和特性可以以各种方式组合以获取附加和/或替代示例性实施例。在一些实施例中，mri系统100可以包括一个或多个附加组件和/或可以省略上面描述的一个或多个组件。另附加地或替代地，mri系统100的两个或多个组件可以集成到单个组件中。例如，处理设备120可以集成到mr扫描仪110中。又例如，mri系统100的组件可以被能够实现该组件的功能的另一组件替换。在一些实施例中，存储设备130可以是包括云计算平台的数据存储器，例如公共云、私有云、社区和混合云等。然而，这些变化和修改不脱离本技术的范围。
58.图2是根据本技术的一些实施例所示的示例性mr扫描仪110的框图。如图2所示，mr扫描仪110可以包括磁体220、梯度线圈230、rf线圈240和脉冲序列模块250。
59.磁体220可在扫描对象210的至少一部分期间产生静态磁场。磁体220可为各种类型，包括例如永磁体、超导电磁铁、电阻电磁铁等。
60.梯度线圈230可以在x方向、y方向和/或z方向上向主磁场提供磁场梯度。如本文所使用的，x方向、y方向和z方向可以表示坐标系(例如，与图1中描述的相同或类似的坐标系)中的x轴、y轴和z轴。例如，z轴可以沿着磁体220的轴，x轴和z轴可以形成水平面，并且x轴和
y轴可以形成垂直面。在一些实施例中，梯度线圈230可包括用于在x方向上向主磁场提供磁场梯度的x方向线圈、用于在y方向上向主磁场提供磁场梯度的y方向线圈，和/或用于向z方向上的主磁场提供磁场梯度z方向线圈。在一些实施例中，x方向线圈、y方向线圈和/或z方向线圈可以具有各种形状或配置。例如，z方向线圈可以基于圆形(maxwell)线圈来设计。又例如，x方向线圈和y方向线圈可以基于鞍形(golay)线圈配置来设计。
61.rf线圈240可以向被检查对象210发射rf脉冲信号和/或接收来自被检查对象210的回波信号。在一些实施例中，rf线圈240可以包括发射线圈和接收线圈。发射线圈可发射信号(例如，rf脉冲)，该信号可激发对象210中的原子核以提供共振。接收线圈可以接收从对象210发射的回波信号。在一些实施例中，rf发射线圈和rf接收线圈可以集成到一个相同的线圈中。在一些实施例中，rf线圈240可以是各种类型的，例如，包括正交检测(qd)正交线圈、相控阵线圈、特定元件频谱线圈等。在一些实施例中，rf线圈240可以是包括多个线圈单元的相控阵线圈，每个线圈单元可以独立地检测回波信号。
62.在一些实施例中，rf线圈240可用于检测由mr脉冲序列产生的信号。mr脉冲序列可以是各种类型，例如自旋回波(se)脉冲序列、gre脉冲序列、反转恢复(ir)脉冲序列、多回波mr脉冲序列、t1ρ准备脉冲序列、t2准备脉冲序列、扩散加权成像(dwi)脉冲序列、饱和恢复(sr)脉冲序列、稳态脉冲序列等。
63.在一些实施例中，mr脉冲序列可以由一个或多个脉冲序列参数定义，该参数包括例如mr脉冲序列的类型、施加mr脉冲序列的时间、mr脉冲序列的持续时间、mr脉冲序列中激励脉冲的翻转角，mr脉冲序列中rf脉冲的计数(或数量)、tr、重复计数、反转时间(ti)、mr脉冲序列中采集的计数(或数量)、b值、t1ρ-准备持续时间、t2准备持续时间、回波序列长度、回波间隔、速度编码(venc)值等。如本文所用，激励脉冲的fa可指激励脉冲相对于主磁场的净磁化矢量的旋转。tr可指mr脉冲序列中两个重复且连续的rf脉冲之间的时间间隔(例如，se脉冲序列中两个连续的激发rf脉冲之间的时间间隔，ir脉冲序列中两个连续的180
°
反转脉冲之间的时间间隔)。重复计数可指mr脉冲序列中的重复计数(或次数)。ti可指在ir脉冲序列中180
°
反转脉冲和随后的90
°
激发脉冲之间的时间跨度。b值可指反映dwi脉冲序列中扩散敏化梯度的强度和时间的因子。t1ρ准备持续时间是指t1ρ准备脉冲序列中自旋锁脉冲的持续时间。t2准备持续时间可指t2准备脉冲序列中t2准备脉冲的持续时间。
64.在一些实施例中，rf线圈240可以检测(或接收)与mr脉冲序列激发的一个或多个回波相对应的一个或多个回波信号。在一些实施例中，回波信号(或回波)可由一个或多个参数来定义，例如，回波信号类型(自旋回波、快速自旋回波(fse)、快速恢复fse、单次激发fse、梯度回波、具有稳态进动的快速成像)、回波时间(te)、回波信号强度、检测回波信号的线圈单元(例如，表示为检测回波信号的标识(id)或线圈单元的序列号)、在其中检测回波信号的重复(例如，表示为重复序列号)、在其中检测回波信号的采集(例如，表示为采集序列号)等。te可指应用激励射频脉冲和由激励射频脉冲激励的回波峰值之间的时间。
65.脉冲序列模块250可配置为在扫描对象210之前和/或期间定义与mr扫描仪110相关的参数和布置。在一些实施例中，与mr扫描仪110相关的参数可包括与mr脉冲序列相关的由mr扫描仪110应用的一个或多个参数(例如，mr脉冲序列的类型、tr、重复计数、ti等)、与梯度线圈230产生的梯度场或射频场(例如rf中心频率、翻转角)相关的一个或多个参数、与本技术其他地方所述的rf线圈240检测到的回波信号(例如te、自旋回波类型)有关的一个
或多个参数等，或其任何组合。在一些实施例中，与mr扫描仪110相关的参数可以包括一个或多个其他成像参数，例如rf通道的计数(或数量)、图像对比度和/或比率、切片厚度、成像类型(例如，t1加权成像、t2加权成像、质子密度加权成像等)、图像的视野(fov)、mr扫描仪110的偏心频移等，或其组合。
66.在一些实施例中，脉冲序列模块250可以连接到处理设备120和/或与处理设备120通信。例如，在mri扫描处理之前，处理设备120可以根据临床需求或扫描协议来设计和/或确定与mr扫描仪110相关的参数和布置的至少一部分，并将其发送到脉冲序列模块250，mr扫描仪110可以基于由脉冲序列模块250定义的参数和布置来扫描对象210。例如，mr扫描仪110可以应用具有与由脉冲序列模块250定义的mr脉冲序列相关的特定参数的mr脉冲序列，并且rf线圈240可以根据与由脉冲序列模块250定义的回波信号相关的特定参数来接收回波信号。
67.关于以上所提供关于mr扫描仪110的描述旨在是说明性的，而不是限制本技术的范围。许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和特性可以以各种方式组合以获取附加和/或替代示例性实施例。例如，可以将脉冲序列模块250集成到处理设备120中。然而，这些变化和修改不脱离本技术的范围。
68.图3是根据本技术的一些实施例所示的计算设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图。在一些实施例中，mri系统100的一个或多个组件可以实现在计算设备300的一个或多个组件上。仅作为示例，处理设备120和/或终端140可以分别实现在计算设备300的一个或多个组件上。
69.如图3所示，计算设备300可以包括处理器310、存储器320、输入/输出(i/o)330和通信端口340。处理器310可以根据本文描述的技术执行计算机指令(例如，程序代码)和执行处理设备120的功能。计算机指令可以包括例如例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和功能，其可以执行本技术所述的特定功能。例如，处理器310可以处理从mr扫描仪110、存储设备130、终端140和/或mri系统100的任何其他组件获取的对象的图像数据。在一些实施例中，处理器310可以基于mr扫描仪110获取的与对象相关的mri数据来确定对象的t1值。
70.在一些实施例中，处理器310可以包括一个或多个硬件处理器，例如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(risc)、专用集成电路(asics)、专用指令集处理器(asip)、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)，物理处理单元(ppu)、微控制器单元、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、高级risc机器(arm)、可编程逻辑器件(pld)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等，或其组合。
71.仅用于说明，在计算设备300中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本技术中的计算设备300还可以包括多个处理器。因此，如本技术所述的由一个处理器执行的操作和/或方法步骤也可以由多个处理器联合或单独执行。例如，如果在本技术中，计算设备300的处理器同时执行步骤a和步骤b，则应当理解，步骤a和步骤b也可以由计算设备300中的两个或多个不同的处理器共同或单独地执行(例如，第一处理器执行步骤a，第二处理器执行步骤b，或者第一和第二处理器联合执行步骤a和b)。
72.存储器320可以存储从mr扫描仪110、存储设备130、终端140和/或mri系统100的任
何其他组件获取的数据/信息。在一些实施例中，存储器320可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(rom)，或类似的，或其组合。例如，大容量存储设备可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。可移动存储设备可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(ram)。ram可以包括动态ram(dram)、双数据速率同步动态ram(ddr-sdram)、静态ram(sram)、晶闸管ram(t-ram)和零电容ram(z-ram)等。rom可以包括掩模rom(mrom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、光盘rom(cd-rom)和数字多功能磁盘rom等。在一些实施例中，存储器320可以存储一个或多个程序和/或指令，以执行本技术中描述的示例性方法。例如，存储器320可以存储用于处理设备120的用于确定对象的t1值的程序。
73.输入/输出330可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，输入/输出330可以允许与计算设备300(例如，处理设备120)的用户交互。在一些实施例中，输入/输出330可以包括输入设备和输出设备。输入设备的示例可包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等，或其组合。输出设备的示例可以包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等或其组合。显示装置的实例可包括液晶显示器(lcd)、基于发光二极管(led)的显示器、平板显示器、曲面屏幕、电视装置、阴极射线管(crt)、触摸屏等，或其组合。
74.通信端口340可以连接到网络(例如，网络150)以促进数据通信。通信端口340可以在计算设备300(例如，处理设备120)和mri系统100的一个或多个组件(例如，mr扫描仪110、存储设备130和/或终端140)之间建立连接。该连接可以是有线连接、无线连接、能够实现数据传输和/或接收的任何其他通信连接、和/或这些连接的组合。有线连接可以包括例如电缆、光缆、电话线等或其组合。无线连接可以包括例如蓝牙tm连接、wi-fitm链接、wimaxtm链路、wlan链路、紫蜂链路、移动网络链路(例如3g、4g、5g等)等，或其组合。在一些实施例中，通信端口340可以是和/或包括标准化的通信端口，例如rs232、rs485等。在一些实施例中，通信端口340可以是专门设计的通信端口。例如，可以根据数字成像和医学通信(dicom)协议来设计通信端口340。
75.图4是根据本技术一些实施例所示的可以实现的移动设备400的示例性硬件和/或软件组件的示意图。在一些实施例中，mri系统100的一个或多个组件可以在移动设备400的一个或多个组件上实现。仅作为示例，终端140可以在移动设备400的一个或多个组件上实现。
76.如图4所示，移动设备400可以包括通信平台410、显示器420、图形处理单元(gpu)430、中央处理单元(cpu)440、输入/输出450、内存460和存储器490。在一些实施例中，任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)，也可以包括在移动设备400中。在一些实施例中，操作系统470(例如ios
tm
、安卓
tm
、windows phone
tm
)和一个或多个应用程序480可以从存储器490加载到内存460中，以便由cpu 440执行。应用程序480可以包括浏览器或任何其他合适的移动应用，用于接收和呈现与mri系统100有关的信息。用户与信息流的交互可以经由输入/输出450实现，并且经由网络150提供给处理设备120和/或mri系统100的其他组件。
77.为了实现本技术中描述的各种模块、单元及其功能，可以将计算机硬件平台用作本文所描述的一个或多个元件的硬件平台。具有用户接口元件的计算机可用于实现个人计算机(pc)或任何其它类型的工作站或终端设备。如果程控得当，计算机也可以充当服务器。
78.图5是根据本技术的一些实施例所示的示例性处理设备120的框图。如图5所示，处理设备120可以包括获取模块502、参考系数确定模块504和t1测量模块506。
79.获取模块502可以被配置为获取与mri系统100相关的信息，当获取模块502可以获取与物理点(本技术披露的对象的示例性实施例)相关的第一组mri数据，以及获取与物理点相关的第二组mri数据，第一组mri数据是第一采集中对象达到第一t1加权水平时由mr扫描仪获取的，第二组mri数据是第二采集中当对象达到第二t1加权水平时由mr扫描仪获取的。可通过对患者施加由一个或多个脉冲序列参数(例如，tr、fa)定义的mr脉冲序列来实施第一采集和第二采集。在一些实施例中，可以根据一个或多个第一值实施第一采集，每个第一值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数。可以根据一个或多个第二值实施第二采集，每个第二值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数。一个或多个脉冲序列参数中至少一个脉冲序列的第一值和第二值可以不同。关于获取第一组和第二组mri数据的更多描述可以在本技术的其他地方找到。例如，参见步骤601和602及其相关描述。
80.参考系数确定模块504可以被配置为基于第一组mri数据和第二组mri数据确定参考系数的目标值，该参考系数与第一采集中的第一b1不均匀性和第二采集中的第二b1不均匀性相关联。b1采集过程中可能出现不均匀性，并导致采集过程中物理点处的实际fa和预设fa之间存在差异。由于第一b1不均匀性，在第一采集期间物理点处的第一实际fa可能不同于第一采集的第一fa。由于第二b1不均匀性，在第二采集期间物理点处的第二实际fa可能不同于第二采集的第二fa。本技术可以利用与第一b1不均匀性和第二b1不均匀性均相关联的参考系数来进行t1测量，从而改进t1测量的精度。关于参考系数的目标值的确定的更多描述可以在本技术的其他地方找到。例如，参见步骤603及其相关描述。
81.t1测量模块506可被配置为至少部分地基于参考系数的目标值来确定物理点的t1值。在一些实施例中，t1测量模块506可以至少部分地基于参考系数的目标值来确定关于t1测量的校正系数，并且至少部分基于校正系数来确定物理点的t1值。关于物理点的t1值的确定的更多描述可以在本技术的其他地方找到。例如，参见步骤604及其相关描述。
82.在一些实施例中，这些模块可以是处理设备120的全部或部分的硬件电路。这些模块还可以实现为由处理设备120读取和执行的应用程序或指令集。此外，这些模块可以是硬件电路和应用程序/指令的任意组合。例如，当处理设备120正在执行应用/指令集时，这些模块可以是处理设备120的一部分。
83.应当注意，关于处理设备120的上述描述是为了说明的目的而提供的，并不旨在限制本技术的范围。对于本领域的普通技术人员，可以根据本技术的教导进行多种变化和修改。然而，这些变化和修改并不脱离本技术的范围。在一些实施例中，处理设备120还可以包括一个或多个附加模块，例如存储模块。另外或可替换地，可以省略上述模块中的一个或多个。此外，上述任何模块可以在两个或多个独立单元中实现。
84.图6是根据本技术的一些实施例所示的用于确定对象的t1值的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程600的一个或多个步骤可以在图1所示的mri系统100中实现。例如，过程600可以以指令的形式存储在mri系统100的存储设备(例如，存储设备130、存储器320和/或存储器490)中，并由处理设备120(例如，如图3所示的计算设备300的处理器310、如图4所示的移动设备400的cpu 440、如图5所示的一个或多个模块)调用和/或执行。
85.如本文所使用的，对象的t1值是指纵向磁化(例如，沿着主磁场)再生的时间常数。出于说明目的，以下描述将患者的物理点作为示例性对象。应当注意，对象可以是另一受试体的物理点，例如患者的一部分、动物、人造受试体(例如，模型)等。此外，应当理解，下文中物理点的t1值的确定仅作为示例提供，并且过程600可用于确定对象的一个或多个其他定量参数(例如，t2值、t2*值、r2值)的值。
86.如本技术其他部分所述，为了在物理点上进行t1测量，当物理点达到不同的t1加权水平时，可以应用具有不同脉冲序列参数值(例如，不同的翻转角或不同的重复时间)的多次采集来获取多组mri数据。由于在每次采集中发生的b1不均匀性，在在采集期间，物理点处的实际fa和预设fa之间可能存在差异，这可能影响在采集中采集的一组mri数据和基于该组mri数据进行的t1测量的精度。此外，不同的采集可能具有不同的b1不均匀性。因此，可能需要通过考虑不同采集中的不同b1不均匀性来确定物理点的t1值，从而提高所确定的t1值的精度。
87.在601中，处理设备120(例如，获取模块502)可以获取与物理点相关的第一组mri数据，该第一组mri数据是第一采集中物理点达到第一t1加权水平时由mr扫描仪获取的。
88.在602中，处理设备120(例如，获取模块502)可以获取与物理点相关的第二组mri数据，该第二组mri数据时第二采集中物理点达到第二t1加权水平时由mr扫描仪获取的。
89.在采集(例如，第一或第二采集)中获取的一组mri数据可以包括mr扫描仪通过扫描患者获取的数据(例如，一组回波信号)。例如，第一组mri数据可以包括在第一采集中获取的第一组回波信号，第二组mri数据可以包括在第二采集中获取的第二组回波信号。在一些实施例中，mr扫描仪可包括多个线圈单元，每个线圈单元可被配置为在患者扫描期间独立地检测回波信号。第一组和第二组回波信号可以包括分别在第一采集和第二采集期间由一个或多个线圈单元检测到的回波信号。
90.可通过在患者上施加mr脉冲序来列对患者进行第一采集和第二采集。第一采集和第二采集可以在患者扫描期间以任何顺序执行。mr脉冲序列可以由一个或多个脉冲序列参数定义，例如，mr脉冲序列的类型、采集的计数(或数目)、采集的tr、mr脉冲序列中激励脉冲的fa、反转时间等，或其任何组合。用于实现第一和第二采集的示例性mr脉冲序列可以包括可变fa(vfa)脉冲序列(例如，在不同采集中具有不同fas的gre脉冲序列)、可变tr(vtr)脉冲序列(例如，在不同采集中具有不同tr的gre脉冲序列)等。
91.在一些实施例中，可以根据一个或多个第一值实施第一采集，每个第一值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数。可以根据一个或多个第二值实施第二采集，每个第二值对应于一个或多个脉冲序列参数中的一个脉冲序列参数。一个或多个脉冲序列参数中的至少一个脉冲序列参数的第一值和第二值可以不同。在一些实施例中，在采集中获取的一组mri数据可能受到与采集相对应的脉冲序列参数(例如，tr、fa)的值、物理点的t1值和/或物理点的一个或多个其他定量参数的影响。在第一和第二采集中使用至少一个脉冲序列参数的不同值可以在第一和第二采集中实现不同的t1加权水平。采集中的t1加权水平可以反映t1值相对于在采集中采集的一组mri数据的影响。例如，采集中的t1加权水平可以反映t1值相对于采集中获取的mri信号的强度的影响。
92.出于说明的目的，以下描述将gre脉冲序列作为示例性的脉冲序列，但并不意在限制。在由gre脉冲序列实现的采集中，在采集期间的物理点处的信号强度可根据如下等式
(1)(或称为block等式)来表示：其中s指采集期间物理点处的信号强度，α是指采集中激励脉冲的预设fa(翻转角)。e1可以等于e-tr/t1
，其中tr指采集中两个重复且连续的rf脉冲之间的时间间隔，t1是指物理点的t1值。在一些实施例中，由于tr远小于t1值，因此e1可近似为
93.根据等式(1)，物理点处的信号强度可与采集中gre脉冲序列的fa和tr以及物理点的t1值相关联。通过在第一采集和第二采集中使用不同的fas和/或trs，第一采集中物理点的t1加权水平(即，第一t1加权水平)可能不同于第二采集中物理点的t1加权水平(即，第二t1加权水平)。仅作为示例，可以根据第一fa(表示为α1)实施第一采集，可以根据不同于第一fa(α1)的第二fa(表示为α2)实施第二采集，并且除fa之外的脉冲序列参数(例如tr)的第一值和第二值相同。关于获取第一组和第二组mri数据的更多描述可以在本技术的其他地方找到。参见示例1和示例2。
94.在603中，处理设备120(例如，参考系数确定模块504)可以基于第一组mri数据和第二组mri数据确定参考系数的目标值，该参考系数与第一采集中的第一b1不均匀性和第二采集中的第二b1不均匀性相关联。
95.如本技术的其他地方所述，b1不均匀性可在采集期间发生，并导致在采集期间的物理点处的实际fa和预设fa之间的差异。例如，当采集的预设fa相对较小(例如，小于阈值角)时，采集期间物理点处的实际fa可近似等于γb1t，其中t指在采集期间施加激励脉冲的时间段，b1是采集过程中的实际b1场，γ是旋磁比。由于第一b1不均匀性，在第一采集期间的物理点处的第一实际fa(表示为α
′1)可偏离第一采集的第一faα1。例如，α
′1可等于r1*α1，其中r1可反映第一b1不均匀性的影响因子。类似地，由于第二b1不均匀性，在第二采集期间的物理点处的第二实际fa(表示为α
′2)可偏离第二采集的第二faα2。例如，α
′2可等于r2*α2，其中r2可反映第二b1不均匀性的影响因子。
96.传统的t1测量方法可以假设第一b1不均匀性与第二b1不均匀性一致，并确定第一实际faα
′1(或r1)和/或第二个实际faα
′2(或r2)。然而，由于第一b1不均匀性可能不同于第二b1不均匀性(即，r1可能不同于r2)，因此传统的t1测量方法可能具有降低的精度。本技术可以利用与第一b1不均匀性和第二b1不均匀性两者相关联的参考系数来进行t1测量，从而改进t1测量的精度。
97.在一些实施例中，参考系数可以测量(描述或者代表)第一采集期间物理点处的第一信号强度与第二采集期间物理点处的第二信号强度之间的差别(difference)。仅作为示例，参考系数可以是第二信号强度与第一信号强度的比率，其可以根据如下等式(2)来表示：其中s(α
′1)指第一采集期间物理点处的第一信号强度，s(α
′2)指第二采集期间物理点处的第二信号强度，r
′
指参考系数的目标值。
98.如等式(2)所示，参考系数可以与α
′1(例如r1*α1)和α
′2(例如r2*α2)均相关联。换句话说，参考系数可与第一采集中的第一b1不均匀性(例如，由r1表示)和第二采集中的第
二b1不均匀性(例如，由r2表示)两者相关联。应当理解，提供等式(2)仅仅是为了说明的目的，参考系数可以用任何其他形式表示。例如，可以通过从第二信号强度减去第一信号强度来确定参考系数。又例如，参考系数可以是第一信号强度与第二信号强度的比率。
99.参考系数的目标值是指基于第一和第二组mri数据确定的参考系数的实际值。例如，可以在患者的mri扫描中获取第一组mri数据和第二组mri数据。处理设备120可以使用诸如傅立叶变换(fft)算法的mr图像重建算法基于第一组mri数据重建患者的第一图像。处理设备120还可以使用图像重建算法基于第二组mri数据重建患者的第二图像。处理设备120还可以基于第一图像和第二图像确定参考系数的目标值。
100.例如，与第一图像中的物理点对应的像素值或体素值可以表示在第一采集期间物理点处的第一信号强度，并且与第二图像中的物理点对应的像素值或体素值可以表示在第二采集期间物理点处的第二信号强度。处理设备120可以通过例如将第二图像除以第一图像来生成第一图像和第二图像之间的差值图像。处理设备120可以从差值图像识别与物理点相对应的元素(例如，像素或体素)，并将该元素的值指定为参考系数的目标值。又例如，处理设备120可以在第一图像中识别与物理点相对应的第一元素(例如，像素或体素)，并且在第二图像中识别与物理点相对应的第二元素(例如，像素或体素)。处理设备120可以基于第一元素的值和第二元素的值来确定参考系数的目标值。仅作为示例，可以将第二元素的值与第一元素的值的比率确定为参考系数的目标值。
101.在604中，处理设备120(例如，t1测量模块506)可以至少部分地基于参考系数的目标值来确定物理点的t1值。
102.在一些实施例中，处理设备120可以至少部分地基于参考系数的目标值来确定关于t1测量的校正系数，并且至少部分地基于校正系数来确定物理点的t1值。物理点的t1值的确定可涉及基于校正系数而进行的b1场校正，使得所确定的t1值可被视为物理点的校正t1值。关于物理点的t1值的确定的更多描述可以在本技术的其他地方找到。例如，参见图7及其相关描述。在一些实施例中，可以省略步骤604。在一些实施例中，参考系数的目标值可用于对物理点进行其它定量测量。
103.应当注意，关于过程600的上述描述仅仅是为了说明的目的而提供的，并不意在限制本技术的范围。对于本领域的普通技术人员，可以根据本技术的教导进行多种变化和修改。然而，这些变化和修改并不脱离本技术的范围。在一些实施例中，过程600可以用一个或多个未描述的附加步骤和/或不用上面讨论的一个或多个步骤来完成。例如，过程600可以包括将物理点的t1值发送到终端设备(例如，医生的终端140)以进行显示的附加操作。
104.在一些实施例中，可以对患者进行三次或多次采集。处理设备120可以获取与物理点相关的两组以上的mri数据。至少两组mri数据中的每组mri数据可以在其中一次采集中获取，该采集中物理点达到区别性的t1加权水平。例如，上述采集可以应用不同的fas。在一些实施例中，上述三次或多次采集可以形成至少两对采集。例如，具有最小fa的采集可以与其余采集的每次采集配对。又例如，上述三次或多次采集可以随机配对。对于每一次采集，处理设备120可以基于与该对采集相对应的两组mri数据来确定物理点的初始t1值。例如，对于每一对采集，该对采集的一次采集可被视为第一采集，另一次采集可被视为第二采集，并且处理设备120可对该对采集执行过程600以确定初始t1值。处理设备120可以通过组合与该对采集对相对应的初始t1值来进一步确定物理点的t1值。例如，初始t1值的平均值可
以被确定为物理点的t1值。
105.在一些实施例中，患者可以包括多个物理点。对于患者的每个物理点，处理设备120可以通过执行过程600来确定物理点的t1值。可选地，可以为医疗诊断生成t1图，该t1图包括每个物理点的t1值。
106.图7是根据本技术的一些实施例所示的用于至少部分地基于参考系数的目标值来确定物理点的t1值的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程700的一个或多个操作可以在图1所示的mri系统100中实现。例如，过程700可以以指令的形式存储在mri系统100的存储设备(例如，存储设备130、存储器320和/或存储器490)中，并由处理设备120(例如，如图3所示的计算设备300的处理器310、如图4所示的移动设备400的cpu 440、如图5所示的一个或多个模块)调用和/或执行。在一些实施例中，可以执行过程700的一个或多个操作以实现如图6所描述的操作604的至少一部分。
107.如图6所述，可以对患者执行第一采集和第二采集，以获取患者的第一组mri数据和第二组mri数据。第一采集和第二采集可对应于至少一个脉冲序列参数(例如fa)的不同值。基于第一组mri数据和第二组mri数据，可以确定参考系数的目标值，该参考系数与第一采集中的第一b1不均匀性和第二采集中的第二b1不均匀性相关联。出于说明目的，假设通过应用gre脉冲序列来获取第一组和第二组mri数据。gre脉冲序列可以包括根据第一翻转角α1执行的第一采集以及根据第二翻转角α2执行的第二采集。第一和第二采集可以具有相同的tr。在下文中，将第二采集期间物理点处的第二信号强度与第一采集期间物理点处的第一强度的比率作为示例性参考系数。应当注意，提供以下描述仅仅是为了说明的目的，并不打算限制本技术。参考系数可以是任何其他合适的参数。可通过应用任何其它mr脉冲序列来获取第一组和第二组mri数据。
108.在701中，处理设备120(例如，t1测量模块506)可以基于一个或多个脉冲序列参数的一个或多个第一值和一个或多个第二值来确定参考系数的参考值。
109.参考系数的参考值是指当不考虑第一b1不均匀性和第二b1不均匀性时参考系数的估计值(或理想值)。例如，如果不考虑第一b1不均匀性和第二b1不均匀性，则第一采集中的第一实际faα1′
可以等于第一faα1，第二采集中的第二实际faα
′2可以等于第二faα2。根据α1、α2和其它脉冲序列参数的值，可将第二采集中物理点处的第二估计(或理想)信号强度与第一采集中物理点处的第一估计(或理想)信号强度的比率确定为参考系数的参考值。仅作为示例，参考系数的参考值可以表示为其中s(α1)可以表示当α
′1等于α1时在第一采集中的物理点处的第一估计(或理想)信号强度，并且s(α2)可表示当α
′2等于α2时在第二采集中的物理点处的第二估计(或理想)信号强度。
110.在一些实施例中，处理设备120可以确定物理点的参考t1值，并且基于参考t1值和如图6所述的等式(1)来确定参考系数的参考值。例如，物理点的参考t1值可根据物理点所在的器官或组织、物理点的材料类型(例如，水、脂肪、肌肉)等或其任何组合来确定。仅作为示例，如果物理点位于患者的大脑中，则参考t1值可以是人脑的平均t1值。可通过将参考t1值、α1和tr输入到等式(1)来确定s(α1)。可通过将参考t1值、α2和tr输入到等式(1)中来确定s(α2)。然后，处理设备120可以通过将s(α2)除以s(α1)来确定参考系数(即r)的参考值。
111.在702中，处理设备120(例如，t1测量模块506)可以基于参考值和参考系数的目标
值确定关于t1测量的校正系数。
112.在一些实施例中，校正系数可以测量参考系数的目标值(即r’)和参考系数的参考值(即r)之间的相似度。例如，校正系数可以是r与r’的比率或r’与r的比率。与参考系数类似，校正系数(例如，r/r’或r’/r)也可以同时考虑第一b1不均匀性和第二b1不均匀性。
113.根据如结合图6所描述的等式(1)，在采集期间在物理点处的信号强度可以受到物理点处的实际fa(其反映了在采集期间b1的不均匀性)和物理点的t1值的影响。在这种情况下，校正系数可以与第一b1不均匀性、第二b1不均匀性以及物理点的t1值相关联。根据如图8所述的实验结果，与第一和第二b1不均匀性相比，t1值对校正系数的影响相对较小。当t1值超过阈值时，t1值对校正系数的影响可能非常小，并且可以忽略t1值的影响。换句话说，校正系数可以主要由第一b1不均匀性和第二b1不均匀性确定。因此，可以使用校正系数来消除或减小t1测量中的第一b1不均匀性和第二b1不均匀性的影响。
114.在703中，处理设备120(例如，t1测量模块506)可以至少部分地基于修正系数来确定物理点的t1值(表示为t
″1)。
115.在一些实施例中，处理设备120可以基于第一翻转角α1(或用第一翻转角α1获取的第一组mri数据)、第二翻转角α2(或用第二翻转角α2获取的第二组mri数据)，以及参考系数的参考值r来确定物理点的初始t1值(表示为t
′1)。例如，物理点的初始t1值可以通过将r、tr、α1和α2输入到等式(3)中来确定，如下所示：
116.处理设备120可以通过根据校正系数校正初始t1值来进一步确定物理点的t1值。例如，物理点的t1值可以等于t
′1*r，其中r可以表示校正系数。
117.在一些实施例中，处理设备120可以根据校正系数校正第一翻转角α1和第二翻转角α2中的一个。例如，如果参考系数等于则可以校正第一翻转角α1来确定校正后的第一翻转角α
″1。校正后的第一翻转角α
″1可以等于α1*r。然后，处理设备120可以基于校正后的第一翻转角α
″1、第二翻转角α2和参考系数的目标值r'来确定物理点的t1值。例如，物理点的t1值(t
″1)可以通过将α
″1、α2、和r’输入到等式(3)中来确定，即，根据如下等式(4)：
118.如果参考系数等于则可以校正第二翻转角α2来确定校正后的第二翻转角α
″2。校正后的第二个翻转角α
″2可以等于α2*r。然后，处理设备120可以基于第一翻转角α1、校正后的第二翻转角α
″2和参考系数的目标值r’来确定物理点的t1值。例如，物理点的t1值(t
″1)可以通过将α1、α
″2、和r’输入到等式(3)中来确定，即，根据等式(5)如下：
119.根据本技术的一些实施例，可以确定参考系数的目标值和参考值。参考系数可与第一采集中的第一b1不均匀性和第二采集中的第二b1不均匀性均相关联。基于目标值和参考系数的参考值，可以确定校正系数，而非第一b1不均匀性或第二b1不均匀性的。校正系数可用于消除或减少在确定物理点的t1值时第一和第二b1不均匀性的影响，从而提高所确定
的t1值的精度。
120.应当注意，关于过程700的上述描述仅仅是为了说明的目的而提供的，并不意在限制本技术的范围。对于本领域的普通技术人员，可以根据本技术的教导进行多种变化和修改。然而，这些变化和修改并不脱离本技术的范围。在一些实施例中，过程700可以用一个或多个未描述的附加操作和/或不用上面讨论的一个或多个操作来完成。此外，可以根据实际需要修改上述等式。例如，可以省略等式的一个或多个系数，和/或等式可以包括一个或多个附加系数。又例如，根据如上所述的等式(1)到(3)实现的t1测量的解析解可以被用于t1测量的一个或多个其他算法(例如，驱动平衡单脉冲观测(despot)算法)代替。又例如，如果第一采集和第二采集是根据不同于gre脉冲序列的脉冲序列进行的，则采集过程中物理点的信号强度可以用不同于等式(1)的另一个等式来表示。示例
121.提供这些示例是为了说明的目的，而不是为了限制本技术的范围。例1
122.进行模拟实验，以评估图6和7所述的t1测量系统和方法的准确性。在该模拟实验中，以患者大脑的一个物理点作为示例性对象。物理点的参考t1值(表示为t1
ref
)的范围设定在300到3500毫秒(ms)之间，这是典型3tmri扫描中脑组织的典型范围。假设通过应用gre脉冲序列在患者的大脑上进行mri扫描，所述gre脉冲序列包括具有第一fa的第一采集和具有第二fa的第二采集。第一fa和第二fa分别设置为等于4
°
和32
°
。第一采集和第二采集的trs均等于10ms。
123.对于物理点的特定参考t1值，物理点的理想t1值(表示为t1)、初步未校正的t1值(表示为t
′1)、以及校正后的t1值(表示为t
″1)根据以下描述确定。
124.参考系数的参考值r基于tr(即10ms)、第一fa(即4
°
)、第二fa(即32
°
)和特定参考值来确定。具体而言，参考值r等于s(α2)到s(α1)，其中s(α1)表示在第一采集期间物理点处的第一估计信号强度，并且s(α2)表示在第二采集期间物理点处的第二估计信号强度。根据操作701所描述的方法来确定参考值r。然后，如703所述通过将参考值r、第一fa(即4
°
)和第二fa(即32
°
)来输入到等式3中来确定与特定参考t1值相对应的理想t1值。理想t1值的确定是在没有考虑第一采集中的第一b1不均匀性和第二采集中的第二个b1不均匀性的情况下进行的。
125.根据蒙特卡洛模拟算法进行多次模拟扫描。在每次模拟扫描中，添加随机噪声，使关于第一b1不均匀性的第一随机影响因子乘以第一实际fa，以生成第一采集的第一实际fa，以及使第二b1不均匀性的第二随机影响因子乘以第二fa，以产生第二采集的第二实际fa。第一随机影响因子和第二随机影响因子都在0.8到1.2之间。对于每次模拟扫描，参考系数的目标值r’被确定为其中s(α
′1)表示在第一采集期间物理点处的实际第一信号强度，并且s(α
′2)表示在第二采集期间物理点处的实际第二信号强度。s(α
′1)以及s(α
′2)根据模拟扫描获取的模拟mri数据确定。然后，如703所述，通过将r
′
、第一fa(即，4
°
)和第二fa(即，32
°
)输入到等式(3)中来确定与特定参考t1值相对应的物理点的初始未校正t1值。初始未校正t1值的确定考虑了第一和第二b1不均匀性(即，通过使用参考系数的目标值)，但是在没有b1场校正的情况下执行。
126.此外，对于每次模拟扫描，r与r’的比率被确定为校正系数(表示为r)。通过将校正系数乘以第二fa来确定校正后的第二fa。如703所述的，通过将r’、第一fa(即，4
°
)和校正后的第二fa输入等式(3)中来确定与特定参考t1值相对应的物理点的校正后的t1值。校正后的t1值的确定考虑了第一和第二b1的不均匀性(即利用目标值(参考系数)，并涉及b1场校正。
127.图8是示出的基于模拟实验的结果确定的物理点对应的校正系数和参考t1值之间的关系示意图。在图8中，点的水平坐标表示特定参考t1值，点的垂直坐标表示基于与特定参考t1值对应的多次模拟扫描而确定的校正系数的平均值，并且通过该点的虚线表示校正系数的方差值。如图8所示，与不同的参考t1值相对应的校正系数大致相同，这表明物理点的t1值对物理点的校正系数几乎没有影响。
128.图9a是示出的基于模拟实验的结果确定的理想t1值和参考t1值之间的关系的示意图。在图9a中，点的水平坐标表示特定参考t1值，点的垂直坐标表示基于与特定参考t1值对应的多次模拟扫描确定的理想t1值与特定参考t1值的第一比率的平均值，并且通过该点的虚线表示第一比率的方差值。如图9a所示，当参考t1值小(例如，小于200ms)时，理想t1值大于参考t1值，这表明误差是由在t1测量中进行的数学运算(例如，由等式(1)和(3))引起的。当参考t1值大于200ms时，理想t1值接近参考t1值，数学运算引起的误差可以忽略不计。
129.图9b是示出的基于模拟实验的结果确定的初步未校正t1值和参考t1值之间的关系的示意图。在图9b中，点的水平坐标表示特定参考t1值，点的垂直坐标表示基于与特定参考t1值对应的多次模拟扫描确定的初始未校正t1值与参考t1值的第二比率的平均值，并且通过该点的虚线表示第二比率的方差值。如图9b所示，初始未校正t1值与参考t1值有较大的偏差，特别是当参考t1值小于200ms或大于2000ms时。
130.图9c是示出的基于模拟实验的结果确定的校正t1值和参考t1值之间的关系的示意图。在图9c中，点的水平坐标表示特定参考t1值，点的垂直坐标表示校正后的t1值与基于与特定参考t1值对应的多次模拟扫描确定的特定参考t1值的第三比率的平均值，并且通过该点的虚线表示第三比率的方差值。如图9c所示，当参考t1值大于200ms时，校正后的t1值基本上等于参考t1值并且具有相对较小的方差。
131.根据图9a、9b和9c，本文公开的系统和方法可以提高t1测量的精度。例2
132.根据3d-gre脉冲序列对ismrm水模进行mri扫描。在ismrm水模的扫描过程中，第一采集的第一fa为4
°
，第二采集的第二fa为16
°
。ismrm水模的每个物理点都有一个已知的参考t1值。对于ismrm水模的每个物理点，根据第一fa和第二fa确定初始t1值。另外，对于ismrm水模的每个物理点，通过执行本文公开的t1测量方法(例如，图6和7)来确定物理点的校正系数的值和校正后的t1值。
133.图10a示出了显示ismrm水模的每个物理点的初始t1值的初始t1图。图10b示出了ismrm水模的每个物理点的校正系数的校正系数图。图10c示出了显示ismrm水模的每个物理点的校正t1值的校正后的t1图。与初始t1图相比，由本文公开的系统和方法生成的校正后的t1图具有更高的质量(例如，更均匀)。
134.图10d是示出的基于ismrm水体模的mri扫描生成的t1测量结果的图。横轴表示参考t1值，纵轴表示估计t1。空心点的垂直坐标表示对应于特定参考t1值的初始t1值。实心点
的垂直坐标表示对应于特定参考t1值的校正后的t1值。虚线中各点的纵坐标等于该点的横坐标，即虚线的斜率等于1，如图10d所示，对于一个特定的参考t1值，相应的校正后的t1值比相应的初始t1值更接近于特定的参考t1值。这表明本技术的系统和方法可确定具有提高的精度和可靠性的物理点的t1值。
135.对于本领域的普通技术人员，可以根据本技术的教导进行多种变化和修改。然而，这些变化和修改并不脱离本技术的范围。
136.上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本技术的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
137.上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本技术的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。这些改变，改进和修改旨在通过本技术建议，并且在本技术的示例性实施例的精神和范围内。
138.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。例如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特性。因此，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
139.此外，本领域的普通技术人员可以理解，本技术的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的过程、机器、产品或物质的组合，或对其任何新的和有用的改进。相应地，本技术的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括韧体、常驻软件、微代码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外，本技术的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其中计算机可读程序代码包含在其中。
140.计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序代码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。此类传播信号可以有多种形式，包括电磁形式、光形式等或任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通信、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序代码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、rf等，或任何上述介质的组合。
141.本技术各部分操作所需的计算机程序代码可以用任意一种或以上程序设计语言编写，包括面向对象程序设计语言如java、scala、smalltalk、eiffel、jade、emerald、c 、c#、vb.net、python等，常规程序化程序设计语言如c程序设计语言、visual basic、fortran 2103、perl、cobol 2102、php、abap，动态程序设计语言如python、ruby，和groovy，或其他程序设计语言等。该程序代码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如
局域网(lan)或广域网(wan)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(saas)。
142.此外，除非权利要求中明确说明，本技术所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本技术流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本技术实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，尽管上述各种组件的实现可以体现在硬件设备中，但是它也可以实现为纯软件解决方案，例如，在现有服务器或移动设备上的安装。
143.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本技术的实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。然而，本技术的该方法不应被解释为反映所申明的客体需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。
144.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。例如，除非另有说明，否则“大约”、“近似”或“基本上”可以指示其所描述的值的
±
1％、
±
5％、
±
10％或
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。在一些实施例中，分类中使用的分类条件是为了说明的目的而提供的，并且根据不同的情况进行修改。例如，“概率值大于阈值”的分类条件可以进一步包括或排除“概率值等于阈值”的条件。