Déroulement de phase : application à la correction de distorsions géométriques en IRM

Déroulement de phase : application à la correction de distorsions géométriques en IRM

Phase unwrapping: geometric distortions correction on MRI

M. Desvignes S. Langlois  J.M. Constans  M. Revenu 

GREYC-ISMRA, 6 bd Maréchal Juin, 14050 Caen (France)

Corresponding Author Email: 
michel.desvignes@greyc.ismra.fr
Page: 
313-324
|
Received: 
23 April 1998
| |
Accepted: 
N/A
| | Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

Magnetic Resonance Imaging has entered clinical practice about fifteen years ago, and has become one of the most widely used imaging modality. MRI suffers from important geometric distortions, leading to pixel shifts and intensity variations in the acquired images. Correction of these distortions is clearly required in stereotactic surgery using frame-based registrations or neuro-navigation. These distortions can be corrected using the phase of signal or image. However, as in Inverse Synthetic Aperture Radar (ISAR), the phase of the signal is obtained modulo 2 π. The goal of Phase unwrapping is to retrieve the initial phase of the signal. After a brief summary of related works and applications mainly using ISAR data, this paper presents a new algorithm for phase unwrapping. This algorithm is fast, robust to noise and takes into account the discontinuities of the acquired object. It is based upon the notion of homogeneous region. This homogeneity is defined by phase jumps and no parameters have to be determined a priori. Experiments on noisy phantoms exhibit good robustness to noise. An application to the correction of MRI of the head is presented.

Résumé

Les images du corps humain acquises par résonance magnétique sont une des modalités les plus utilisées à des fins cliniques depuis une quinzaine d'années. Elles souffrent cependant de distorsions géométriques importantes sous forme de décalages de pixels et de variations d'intensité. Ces distorsions doivent être corrigées pour utiliser ces images dans des applications de neuro-navigation ou de neuro-chirurgie stéréotaxiques. Une des solutions pour la correction exploite les images de phase issues de l'imageur. Cependant, comme en Interférométrie Radar à Ouverture Synthétique (ISAR), cette phase est codée modulo 2 π. Le déroulement de phase a pour objectif de retrouver la phase réelle du signal. Après un rapide bilan des outils existants, principalement dans le domaine ISAR, nous proposons dans cet article un algorithme de déroulement de phase original, rapide, robuste au bruit et qui prend en compte les discontinuités réelles de l'objet imagé. Il est basé sur la notion de région homogène du point de vue des sauts de phase et ne nécessite pas la détermination de paramètres. Les tests sur des fantômes bruités démontrent la bonne robustesse au bruit. Cet algorithme est ensuite utilisé pour la correction d'images IRM et illustre le bon déroulement de la phase.

Keywords: 

Phase unwrapping, Image distortion correction, Magnetic resonance imaging

Mots clés

Déroulement de la phase, distorsions géométriques, Imagerie par Résonance Magnétique

1. Introduction
2. Déroulement De Phase : Quelques Méthodes
3. Déroulement De Phase : Méthode Proposée
4. Résultats
5. Application À L'IRM: Correction Des Hétérogénités
6. Conclusion
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