[發(fā)明專利]磁共振成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410175413.3
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103995244B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 向清三
• 申請（專利權(quán)）人: 包頭市稀寶博為醫(yī)療系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: G01R33/561
• 分類號: G01R33/561
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)11382
• 代理人: 苗青盛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)，更具體地，涉及一種基于圖像域和K空間域迭代的快速磁共振成像方法。

背景技術(shù)

掃描速度是磁共振成像發(fā)展的瓶頸。如何有效地提高磁共振的成像速度一直是研發(fā)方面的重點項目。直接提高梯度線圈性能或主磁場強度，需要更高的硬件設備成本，并且受到物理、工程、生理、安全等諸多方面的限制。因此，改進掃描或重建算法等途徑越來越受到國內(nèi)外學者的重視。

近年來，發(fā)展較活躍的快速成像方法主要包括壓縮感知、并行成像以及SPEED(Skipped Phase Encoding and Edge Deghosting)方法等。

壓縮感知成像技術(shù)突破了香農(nóng)-奈奎斯特的采樣定理關(guān)于采樣頻率必須高于2倍信號帶寬的限制，成為近年來研究的熱點。雖然壓縮感知在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)快速成像，但是還有許多實際問題有待解決，例如缺乏穩(wěn)定的抗噪聲稀疏分解算法、圖像臨床應用的限制及重建時間的考慮等。

并行成像技術(shù)利用線圈的空間敏感度信息，由多個接收線圈同時進行獨立采樣和編碼，節(jié)約了空間定位所需梯度編碼數(shù)目，加快了成像速度。目前主要的并行成像技術(shù)有SMASH、GRAPPA及SENSE等。并行成像很大程度上有賴于線圈敏感度的恰當分布和準確估測，面臨難以避免的信噪比損失，并且無法實現(xiàn)單通道的掃描加速。

SPEED算法利用信號的稀疏特性，通過采集若干組有規(guī)律跳躍的相位編碼數(shù)據(jù)，利用線性方程逐點解析重建出圖像。傳統(tǒng)的SPEED方法可以單通道實現(xiàn)磁共振的快速掃描。然而，傳統(tǒng)的SPEED方法需要沿相位編碼(PE)方向分別采集三組欠采樣數(shù)據(jù)，這三組欠采樣數(shù)據(jù)具有相同的PE間隔和不同的PE偏移量d，通過求解最小二乘誤差問題來實現(xiàn)混疊圖像的分離。由于多組數(shù)據(jù)的采集以及逐點的解析計算，在加速效率和成像質(zhì)量方面仍有待改進。

因此，需要一種更加有效實用的快速磁共振掃描成像方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于圖像域和K空間域迭代的磁共振成像方法，即全息高效成像方法HEIGHT(Highly Efficient Imaging with Global Harmonic Transformations)。

根據(jù)本發(fā)明的磁共振成像方法包括以下步驟：S1:沿著指定編碼方向?qū)空間進行有規(guī)律的欠采樣；和S2：基于圖像域和K空間域通過迭代計算獲得未采集的K空間數(shù)據(jù)，以獲得磁共振圖像，其中，欠采樣步驟S1包括以下步驟：S10：沿著指定編碼方向每N行跳躍采集一行的一組欠采樣K空間數(shù)據(jù)S(1)，其余數(shù)據(jù)用0填充；S11：在K空間的中心區(qū)域完整采集低頻信息，以獲得中心數(shù)據(jù)S(C)；和S12：生成N-1組K空間數(shù)據(jù)S(2)，S(3)，…S(N)，分別以相同的跳躍間隔N，不同的編碼偏移量1,2…N-1，拷貝采集K空間S(C)對應位置的低頻數(shù)據(jù)，其它未采集部分全部用0填充；以及迭代計算步驟S2包括以下步驟：S20：將K空間數(shù)據(jù)S(1)沿指定編碼方向高通濾波，并經(jīng)過傅氏變換(Fourier Transform)后獲得邊緣增強圖像I(1)；S21：將N-1組K空間數(shù)據(jù)S(2)-S(N)中的第n組沿指定編碼方向高通濾波，并經(jīng)過傅氏變換后獲得混疊圖像I(n)；S22：將混疊圖像I(n)的幅度替換為當前幅度和邊緣增強圖像I(1)的幅度值的均值；S23：將獲得的混疊圖像I(n)的幅度反傅氏變換為新的K空間數(shù)據(jù)S(n)'；S24：利用中心數(shù)據(jù)S(C)更新K空間S(n)'的中心數(shù)據(jù)，并在K空間S(n)對應的跳躍間隔處填0；S25：重復步驟S21-S24，直到所有的N-1組數(shù)據(jù)都達到收斂狀態(tài)為止；和S26：合并所有的N組K空間數(shù)據(jù)，并對合并后的K空間數(shù)據(jù)進行高通濾波的逆運算，然后經(jīng)過傅氏變換獲得最終的磁共振圖像。

進一步地，指定編碼方向為相位編碼方向或者3D序列層編碼方向。

可選地，指定編碼方向包括相位編碼和3D序列層編碼，從而實現(xiàn)相位編碼方向和3D序列層編碼方向上的共同加速。

欠采樣步驟S20的K空間S(1)低頻信息直接跳躍拷貝S(C)對應的數(shù)據(jù)，無需重復采集。

中心區(qū)域為在K空間中心的L行范圍內(nèi)的區(qū)域，L為整數(shù)。

當采集256點的原始數(shù)據(jù)時，中心區(qū)域為在K空間中心的8-64行范圍內(nèi)的區(qū)域。

加速因子通過以下公式獲得：f＝1/N+L/M-L/M/N，其中，f為加速因子，N為跳躍采集的跳躍寬度，L為K空間中心區(qū)域完整采樣行數(shù)，M為原始編碼方向數(shù)據(jù)長度。