[發明專利]使用空間自適應正則化以用于圖像重建的MRI

有效

• 申請號: 201480048853.0
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105518477B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: F·黃;E·鞏
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G01R33/50
• 分類號: G01R33/50;G01R33/56;G01R33/561
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

一種磁共振(MR)成像系統可以包括至少一個控制器，所述至少一個控制器可以進行以下操作：采集感興趣區域(ROI)的回波信息，所述回波信息可以包括適合于以選定的對比度重建第一圖像的至少部分的第一圖像信息；獲得具有不同于所述選定的對比度的對比度一幅或多幅先前重建的圖像的先前重建的圖像信息；從所述先前重建的圖像信息提取信息；基于所提取的信息來確定用于正則化的重建的空間自適應正則化權重；和/或根據所述空間自適應正則化權重和所述回波信息來重建所述第一圖像信息。

相關申請的交叉引用

本專利申請根據35U.S.C.§119要求于2013年9月5日提交的美國臨時專利申請號61/873949的優先權。籍此通過引用將該申請并入本文。

技術領域

本系統涉及用于使用空間自適應正則化技術來重建圖像的醫學成像系統，并且更具體地涉及正則化的平行成像系統，所述正則化的平行成像系統使用一幅或多幅重建的圖像的結構信息和噪聲分布信息來至少部分地采集另一圖像。

背景技術

快速成像技術對于以低成本獲得高質量圖像而言是必要的。不幸的是，常規的快速成像技術可能不能獲得用于重建圖像的足夠的細節。因此，利用具有不同對比度的圖像間的可共享信息以用于快速成像(例如，R1-R3)一直受到關注。例如，一種常規方案(例如，R1)將可共享結構信息用于以極高的計算負擔為代價而增強壓縮感測，并且對掃描間運動敏感。另外，相關成像方法(例如，R2)討論了使用共享的線圈靈敏度信息，并且不認為其在存在掃描間運動時起作用。不幸的是，快速成像技術通常提供可能不足以重建具有足夠的圖像特性(例如，清晰度、細節等)的圖像的信息。其他的——例如在WO/2012/127341(也在本說明書最后被列為參考文獻R12)中所描述的，通過引用將其內容并入本文——將不同對比度圖像間的可共享感興趣區域(ROI)或互信息用作正則化項中的約束。該方法也能夠對大尺度的掃描間運動敏感。

發明內容

相比較已知的方法，本系統的實施例包括以下益處：1)除結構信息以外，也可以共享因部分采集造成的噪聲分布；以及2)不將所共享的信息直接使用在正則化項中以強制相似性。相反，所共享的信息可以用于定義正則化項的空間自適應正則化參數。以此方式，所提出的重建方法可以對運動較不敏感。以下等式提供了范例并且可以由本系統的實施例使用。

以下等式(1)示出了常規的重建方法

等式(1)

其中，x為全部通道的所重建的k空間，k為部分采集的數據，D為用于數據下采樣的算子，G為用于自洽平行成像重建(SPIRiT)的一般卷積算子，Ψ為小波變換并且▽為梯度算子。非負的正則化參數λ₀、λ₁和λ₂平衡這四個項。后兩個項為稀疏約束；它們強制所重建的圖像在這些變換域中的稀疏度。在等式(1)中，兩個稀疏約束被用作范例。等式(1)示出了一種不使用任何可共享信息的常規方法。

在WO/2012/127341中描述的另一方法在正則化項中使用先驗信息，如等式(2)中所示

等式(2)

其中，M為所共享的ROI信息。

以下等式(3)說明了根據本系統的實施例的重建方法。

等式(3)

其中，N由所共享的噪聲分布決定。噪聲分布信息能夠通過人工地下采樣所重建的先前圖像，并然后利用人工下采樣的數據再一次重建圖像來計算。W_n和W_I為由所共享的結構信息定義的空間自適應權重。作為范例，權重W_n和W_I由逐點加權函數的集合定義。

等式(4)