[發(fā)明專利]一種磁共振并行成像方法及磁共振成像儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210430443.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102937706A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁棟;彭璽;劉新;鄭海榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01R33/561
• 分類號(hào): G01R33/561
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種磁共振并行成像方法及磁共振成像儀。

背景技術(shù)

快速磁共振成像方法大致可以分為三類：快速掃描成像、并行成像(parallelimaging)以及K空間稀疏采樣成像。其中，并行成像已廣泛應(yīng)用于臨床磁共振成像中。并行成像方法通過(guò)多通道相控陣列線圈同時(shí)采集數(shù)據(jù)，利用接收線圈不同的敏感度將空間質(zhì)子密度信息編碼到采樣數(shù)據(jù)中，以減少成像所需要的相位編碼個(gè)數(shù)，加快成像速度。并行成像技術(shù)主要分為兩類：一類是顯性運(yùn)用線圈敏感度的方法，如SENSE(Sensitivity?Encoding?for?Fast?MRI，敏感度編碼)等；一類是利用多通道K空間數(shù)據(jù)相關(guān)性的方法，如GRAPPA(Generalizedautocalibrating?partially?parallel?acquisitions，全局自動(dòng)校準(zhǔn)部分并行采集)、SPIRiT(Self-consistent?parallel?imaging?reconstruction，白洽并行成像)等。第一類方法需要預(yù)先估計(jì)線圈敏感度函數(shù)，這在某些具體應(yīng)用場(chǎng)合是無(wú)法得到的。第二類方法假設(shè)多通道K空間數(shù)據(jù)之間是線性相關(guān)的，即任何一個(gè)K空間數(shù)據(jù)可以表示為其空間鄰域內(nèi)所有通道上數(shù)據(jù)的線性組合。

理論上而言，在各線圈敏感度充分線性不相關(guān)的情況下，通過(guò)適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理方法就能夠獲得目標(biāo)圖像函數(shù)，且K空間欠采樣的倍數(shù)應(yīng)該等于接收線圈的個(gè)數(shù)。然而，隨著接收線圈個(gè)數(shù)的增加，各線圈的敏感度將高度相關(guān)。并行成像系統(tǒng)的這種病態(tài)特性將會(huì)放大采樣數(shù)據(jù)中的噪聲。在各種成像應(yīng)用中，一個(gè)32通道的接收線圈一般只能達(dá)到2～8倍的加速。此外，對(duì)線圈的敏感度估計(jì)和自校準(zhǔn)線(auto-calibration?signal(ACS)lines)推導(dǎo)的權(quán)重適用于K空間所有數(shù)據(jù)的假設(shè)都是存在誤差的。由這些誤差產(chǎn)生的偽影會(huì)隨著欠采樣倍數(shù)的增加而增大。因此，單一的、傳統(tǒng)的磁共振并行成像方法實(shí)際加速效果比較有限，成像質(zhì)量不高，其性能受感應(yīng)線圈個(gè)數(shù)的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種磁共振并行成像方法及磁共振成像儀，利用低秩約束和稀疏約束與并行成像相結(jié)合，進(jìn)一步約束并行成像問(wèn)題的解空間，減少采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，在保證重建圖像質(zhì)量的同時(shí)提高成像速度。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種磁共振并行成像方法，所述方法中對(duì)磁共振并行成像問(wèn)題的求解包括三部分：傳統(tǒng)并行成像部分、低秩約束部分和稀疏約束部分。

優(yōu)選地，所述傳統(tǒng)并行成像部分的函數(shù)為其中A為傳統(tǒng)并行成像的矩陣運(yùn)算，x為目標(biāo)圖像，b為已采樣數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述低秩約束部分的函數(shù)為L(zhǎng)(Rx)，其中L為強(qiáng)調(diào)低秩特性的函數(shù)，R為x變換成具有低秩結(jié)構(gòu)的運(yùn)算符。

優(yōu)選地，所述稀疏約束部分的函數(shù)為S(Tx)，其中S為強(qiáng)調(diào)稀疏特性的函數(shù)，T為特定的稀疏變換。

優(yōu)選地，當(dāng)采用顯性運(yùn)用線圈敏感度的SENSE方法時(shí)，所述傳統(tǒng)并行成像部分的函數(shù)為其中，p為目標(biāo)圖像函數(shù)，D為從整個(gè)K空間獲得y的采樣模式，F(xiàn)為傅立葉變換矩陣，S為線圈敏感度，d_u為欠采樣數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，當(dāng)采用利用多通道K空間數(shù)據(jù)相關(guān)性的SPIRiT方法時(shí)，所述傳統(tǒng)并行成像部分的函數(shù)為其中，x為K空間未知的數(shù)據(jù)，y為K空間已采樣的數(shù)據(jù)，x為將寫(xiě)成形式的矩陣變換，Ⅳ_c為相控陣列線圈的個(gè)數(shù)，w_j,l為第，個(gè)線圈數(shù)據(jù)對(duì)第j個(gè)線圈數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)權(quán)重，w_j是由w_j，l依次累積而成的列向量，即s_，為第j個(gè)線圈對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)向量，矩陣運(yùn)算符R_r為對(duì)位置r取鄰域的矩陣運(yùn)算，I為單位矩陣，D_c為從整個(gè)K空間獲得x的采樣模式，D為從整個(gè)K空間獲得y的采樣模式。

優(yōu)選地，所述低秩約束部分的函數(shù)具體為L(zhǎng)(x)=||x||_*，其中||x||_*為Nuclear范數(shù)。

優(yōu)選地，||x||_*=∑σ_i，其中σ_i為矩陣x的奇異值。