[發明專利]基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像方法及裝置

有效

• 申請號: 201810967348.6
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109212443B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 戴二鵬;郭華;吳宥萱
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R33/32
• 分類號: G01R33/32;G01R33/36
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：通過多板塊同時激發脈沖以對被測目標進行多次激發，并在每次激發的過程中，通過多通道線圈對所述被測目標進行信號采集，以獲取每次激發降采的k空間數據，其中，所述步驟S1進一步包括：對所述多板塊中不同板塊的子脈沖施加不同的相位補償，以消除由板塊間隔生成的相位誤差；和/或，在所述每次激發的過程中，采集導航回波，以得到每次激發的相位信息，其中，所述多板塊同時激發脈沖表示為：

RF表示單層激發的射頻脈沖，R_SMS為同時激發層數，i表示同時激發的第i層，ω_i表示頻率調制，ω_i＝γ·(i-1)·G·d，γ是旋磁比，G為選層梯度大小，d為相鄰兩層的中心間隔，是梯度編碼過程中板塊間隔生成的相位誤差；

步驟S2：通過所述聯合k空間和圖像域的多次激發擴散成像重建算法恢復每次激發未采集到的k空間位置數據，其中，所述步驟S2進一步包括：通過2D CK-GRAPPA算法恢復每次激發的初始擴散圖像；通過POCSMUSE重建以引入線圈敏感度和相位平滑約束減少殘余偽影和噪聲，重建出的每次激發的擴散圖像估計，并在每一次的迭代中不斷更新，以得到每次激發的最終擴散圖像；以及

步驟S3：通過改進的NPEN算法校正邊緣偽影，以得到成像圖像，其中，所述改進的NPEN算法為根據板塊層面輪廓編碼得到非線性優化問題，并通過非線性方程求逆求解所述非線性優化問題，且在求解的過程中，迭代優化板塊層面輪廓，以校正所述邊緣偽影。

2.根據權利要求1所述的基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像方法，其特征在于，板塊邊緣偽影校正的目標方程為：

其中，n表示第n個板塊，N_grp為組數，每一組定義為R_SMS個板塊被同時激發的一個單元，R_SMS是多板塊同時激發加速倍數，因此總的板塊數為N＝R_SMSN_grp，P是選擇對應的采集到的k空間位置的操作子，F是傅里葉變換，C是線圈敏感度編碼，是多板塊同時激發脈沖的層面輪廓，μ為待重建圖像。

3.一種基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像裝置，其特征在于，包括：

采集模塊，用于通過多板塊同時激發脈沖以對被測目標進行多次激發，并在每次激發的過程中，通過多通道線圈對所述被測目標進行信號采集，以獲取每次激發降采的k空間數據，其中，所述采集模塊進一步用于對所述多板塊中不同板塊的子脈沖施加不同的相位補償，以消除由板塊間隔生成的相位誤差；和/或在所述每次激發的過程中，采集導航回波，以得到每次激發的相位信息，其中，所述多板塊同時激發脈沖表示為：

RF表示單層激發的射頻脈沖，R_SMS為同時激發層數，i表示同時激發的第i層，ω_i表示頻率調制，ω_i＝γ·(i-1)·G·d，γ是旋磁比，G為選層梯度大小，d為相鄰兩層的中心間隔，是梯度編碼過程中板塊間隔生成的相位誤差；

重建模塊，用于通過所述聯合k空間和圖像域的多次激發擴散成像算法重建恢復每次激發未采集到的k空間位置數據，其中，所述重建模塊進一步用于通過2D CK-GRAPPA算法恢復每次激發的初始擴散圖像；通過POCSMUSE重建以引入線圈敏感度和相位平滑約束減少殘余偽影和噪聲，重建出的每次激發的擴散圖像估計，并在每一次的迭代中不斷更新，以得到每次激發的最終擴散圖像；以及

校正模塊，用于通過改進的NPEN算法校正邊緣偽影，以得到成像圖像，其中，所述改進的NPEN算法為根據板塊層面輪廓編碼得到非線性優化問題，并通過非線性方程求逆求解所述非線性優化問題，且在求解的過程中，迭代優化板塊層面輪廓，以校正所述邊緣偽影。

4.根據權利要求3所述的基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像裝置，其特征在于，板塊邊緣偽影校正的目標方程為：

其中，n表示第n個板塊，N_grp為組數，每一組定義為R_SMS個板塊被同時激發的一個單元，R_SMS是多板塊同時激發加速倍數，因此總的板塊數為N＝R_SMSN_grp，P是選擇對應的采集到的k空間位置的操作子，F是傅里葉變換，C是線圈敏感度編碼，是多板塊同時激發脈沖的層面輪廓，μ為待重建圖像。