相位分区和局部多项式曲面拟合的相位解缠绕

目的 准确的解缠绕相位是两点或三点Dixon技术等在磁共振临床应用的前提和关键,然而当相位图像中存在严重噪声、快速相位变换或不连通区域时,当前许多已经提出的相位解缠绕算法将会失败。为此本文提出一种基于相位分区和局部多项式曲面拟合的相位解缠绕新方法,该新方法在相位图像存在严重噪声、快速相位变换或不连通区域的情况下仍可以稳定可靠的工作。方法 首先将获得的相位图像分成连通块,块内相位都在给定的相位区间内,把像素个数小于给定阈值的块归类为残余像素。然后利用局域增长的局部多项式曲面拟合方法依次进行块与块之间相位解缠绕和残余像素相位解缠绕。最后使用仿真与真实磁共振Dixon数据来评价提出方法,并与PRELUDE （phase region expanding labeler for unwrapping discrete estimates）方法进行了比较。结果 在不同信噪比、快速相位变换或存在不连通区域的仿真实验中,即使当数据中存在信噪比为0.5、相邻相位变换大于π弧度或不连通区域时,提出方法的平均错误率不大于0.51%。对于100层真实的磁共振膝关节和踝关节水与脂肪分离图像,提出方法生成结果中发生明显解缠绕错误及水与脂肪互换的比率为6.00%,而PRELUDE却为42.00%。结论 本文提出了一种磁共振相位解缠绕算法,利用相位分区方法,可靠的实现相位图像分块;利用局部多项式曲面拟合方法,准确的实现相位解缠绕。提出方法能够更加鲁棒的实现相位解缠绕,这将有益于相位相关的磁共振临床的应用,如两点和三点Dixon水脂分离技术、磁敏感加权成像和人脑相位成像等。