一種快速多層磁共振成像方法和裝置的制造方法

一種快速多層磁共振成像方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及磁共振成像領域，具體涉及一種快速多層磁共振成像方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 為了提高磁共振圖像采集速度，并行成像技術廣泛應用于磁共振成像中。該技術 主要利用相控陣線圈中單個接收線圈的空間敏感度差異來編碼空間信息，減少成像所必需 的相位編碼步數，獲得更快的掃描速度。傳統的重建算法主要有SENSE( sensitivity encoding)，GRAPPA(Generalized autocalibrating partially parallel acquisitions) 等。
[0003] 多層激發成像是利用線圈敏感度信息的另一種快速成像方法。多層激發成像每次 激發多層圖像，得到混疊的圖像，再利用層間線圈敏感度的差異，將混疊的圖像分開，得到 多層圖像。

【發明內容】

[0004] 本申請提供一種快速多層磁共振成像方法，包括:采樣模板計算，生成兼顧并行成 像和壓縮感知成像要求的采樣模板;根據采樣模板采集數據;對所述采樣數據進行重建，包 括順序地進行壓縮感知重建和并行成像重建。
[0005] 上述根據采樣模版采集數據包括:采用多平面相位移位的多層激發脈沖來成像， 相鄰層的激發脈沖有PI的相位差，成像后的相鄰層圖像移位F0V/2。
[0006] 上述采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓縮感知成像要求的采樣模板包括:在 均勻降采的基礎上進行變密度采樣，形成最終的采樣模板。
[0007] 上述對所述壓縮感知重建包括：按照重建公式
重建采集 的K空間數據，其中X為重建的圖像，y為采集到的k空間數據，FP為欠采樣的傅立葉算子，Ψ 為稀疏變換，λ為約束項系數。
[0008] 上述述并行成像重建包括:對所述壓縮感知重建后得到的圖像數據經傅立葉反變 換到Κ空間，對所述變換后的數據用并行重建算法進行重建，并將多層圖像分離。
[0009] 根據本申請的第二方面，提供一種快速多層磁共振成像裝置，包括:模板生成模 塊，用于采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓縮感知成像要求的采樣模板;采樣模塊，用 于根據所述采樣模板采集數據;重建模塊，用于對所述采樣數據進行重建，包括順序地進行 壓縮感知重建和并行成像重建。
[0010] 上述采樣模塊還用于采用多平面相位移位的多層激發脈沖來成像，相鄰層的激發 脈沖有ΡI的相位差，成像后的相鄰層圖像移位F0V/2。
[0011]上述模板生成模塊還用于在均勻降采的基礎上進行變密度采樣，形成最終的采樣 模板。
[0012] 上述重建模塊還用于按照重建公式
S建采集的Κ空間數 據，其中X為重建的圖像，y為采集到的k空間數據，FP為欠采樣的傅立葉算子，ψ為稀疏變 換，λ為約束項系數。
[0013] 上述重建模塊還用于對所述壓縮感知重建后得到的圖像數據經傅立葉反變換到Κ 空間，對所述變換后的數據用并行重建算法進行重建，并將多層圖像分離。
[0014] 由于采用了以上技術方案，使本申請具備的有益效果在于：
[0015] 在本申請的【具體實施方式】中，由于壓縮感知欠采樣及相應的重建方法，只需采集 少量樣本即可高質量重建出原始圖像，減少k空間的采集線數，減少掃描時間，能夠快速多 層成像。
【附圖說明】
[0016] 圖1為根據本申請方法一個實施例的流程圖；
[0017] 圖2為根據本申請方法一個實施例的采樣模版；
[0018] 圖3為根據本申請裝置一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0020] 實施例一：
[0021] 圖1為根據本申請方法一個實施例的流程圖，包括：
[0022] 步驟102:采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓縮感知成像要求的采樣模板。一 種實施方式，采樣模版計算如下:沿頻率編碼方向（kx)方向全采，沿相位編碼方向首先按照 并行成像模式均勻欠采(加速倍數= R1)，即每R1行采集一條相位編碼線;然后在均勻降采 的基礎上進行變密度采樣(加速倍數= R2)，即實際采集的線數/應采集的線數= R2,變密度 采樣模式符合壓縮感知成像理論的要求。經過計算，得到最終需采集的相位編碼線位置，即 采樣模板，如圖2所示，其中實心點為采集的數據點，空心點為并行成像中未采集的數據，加 號為壓縮感知成像中未采集的數據。
[0023] 步驟104:根據采樣模板采集數據。采用P0MP(Phase offset Multiplanar多平面 相位移位)技術的多層激發脈沖來成像，相鄰層的激發脈沖有PI的相位差，成像后的相鄰層 圖像移位F0V/2。
[0024] 步驟106:對采樣數據進行重建，包括順序地進行壓縮感知重建和并行成像重建。 一種實現方式，本步驟進一步包括：
[0025] A、用壓縮感知對欠采數據直接進行重建，重建出重疊的多層激發成像圖像。
[0026] -種實施方式，采用壓縮感知重建方法，直接重建采集的K空間數據，重建公式如 下：
[0027] 其中X為重建的圖像，y為采集到的k空間數據，FP為欠采 樣的傅立葉算子，Ψ為稀疏變換，λ為約束項系數，采用非線性共輒梯度下降算法來求解。 [0028] Β、利用SENSE方法將重疊的圖像分開，形成兩幅圖像。
[0029] -種實施方式，將A中的得到圖像數據經傅立葉反變換到K空間記為將f用并行 重建算法(SENSE)進行重建，得到最終的重建結果。由于激發時采用POMP脈沖，對層間的線 圈敏感度信息利用更加充分，可以減小圖像中心區域的噪聲。
[0030] 實施例二：
[0031]圖3為根據本申請裝置一個實施例的結構示意圖，包括:模板生成模塊、采樣模塊 和重建模塊。
[0032]模板生成模塊，用于采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓縮感知成像要求的采 樣模板。一種實施方式，在均勻降采的基礎上進行變密度采樣，形成最終的采樣模板。沿頻 率編碼方向全采樣，沿相位編碼方向按照并行成像模式均勻欠采樣，按照變密度采樣模式 對采集到的數據進行隨機采樣，變密度采樣模式符合壓縮感知成像理論的要求。
[0033]采樣模塊，用于根據所述采樣模板采集數據。一種實施方式，采用多平面相位移位 的多層激發脈沖來成像，相鄰層的激發脈沖有PI的相位差，成像后的相鄰層圖像移位F0V/ 2〇
[0034] 重建模塊，用于對采樣數據進行重建，包括順序地進行壓縮感知重建和并行成像 重建。一種實施方式，按照重建公￥
6建采集的K空間數據，其中X 為重建的圖像，y為采集到的k空間數據，FP為欠采樣的傅立葉算子，ψ為稀疏變換，λ為約束 項系數。對壓縮感知重建后得到的圖像數據經傅立葉反變換到Κ空間，對所述變換后的數據 用并行重建算法進行重建，并將多層圖像分離。
[0035] 壓縮感知理論利用信號的稀疏性，只需采集少量樣本即可高質量重建出原始數 據。本申請利用該理論，可從欠采的k空間中重建出原始圖像，從而減少k空間的采集線數， 減少掃描時間，達到快速成像的目的。
[0036] 以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發 明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【主權項】
1. 一種快速多層磁共振成像方法，其特征在于，包括： 采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓縮感知成像要求的采樣模板； 根據所述采樣模板采集數據； 對所述采樣數據進行重建，包括順序地進行壓縮感知重建和并行成像重建。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述采樣模版采集數據包括： 采用多平面相位移位的多層激發脈沖來成像，相鄰層的激發脈沖有PI的相位差，成像 后的相鄰層圖像移位F0V/2。3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓 縮感知成像要求的采樣模板，包括： 在均勻降采的基礎上進行變密度采樣，形成最終的采樣模板。4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述壓縮感知重建包括： 按照重建公式argminfl|i>-y￡+l|￥ X|j重建采集的K空間數據，其中X為重建的圖像，y為 采集到的k空間數據，FP為欠采樣的傅立葉算子，Ψ為稀疏變換，λ為約束項系數。5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述并行成像重建包括： 對所述壓縮感知重建后得到的圖像數據經傅立葉反變換到Κ空間，對所述變換后的數 據用并行重建算法進行重建，并將多層圖像分離。6. -種快速多層磁共振成像裝置，其特征在于，包括： 模板生成模塊，用于采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓縮感知成像要求的采樣模 板； 采樣模塊，用于根據所述采樣模板采集數據； 重建模塊，用于對所述采樣數據進行重建，包括順序地進行壓縮感知重建和并行成像 重建。7. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述采樣模塊還用于采用多平面相位移位的 多層激發脈沖來成像，相鄰層的激發脈沖有ΡΙ的相位差，成像后的相鄰層圖像移位F0V/2。8. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述模板生成模塊還用于在均勻降采的基礎 上進行變密度采樣，形成最終的采樣模板。9. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述重建模塊還用于按照重建公式 argmin||以-y| + /1 ΙΨχΙ, }重建采集的Κ空間數據，其中X為重建的圖像，y為采集到的k空間數 據，FP為欠采樣的傅立葉算子，Ψ為稀疏變換，λ為約束項系數。 10 .如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述重建模塊還用于對所述壓縮感知重建 后得到的圖像數據經傅立葉反變換到Κ空間，對所述變換后的數據用并行重建算法進行重 建，并將多層圖像分離。
【專利摘要】本申請公開了一種快速多層磁共振成像方法，包括：采樣模板計算，生成兼顧并行成像和壓縮感知成像要求的采樣模板；根據采樣模板采集數據；對所述采樣數據進行重建，包括順序地進行壓縮感知重建和并行成像重建。本申請還公開了一種快速多層磁共振成像裝置。本申請的多層成像的采樣方式及相應的重建方法，只需采集少量樣本即可高質量重建出原始圖像，減少k空間的采集線數，減少掃描時間，能夠快速多層成像。
【IPC分類】G01R33/48
【公開號】CN105467339
【申請號】CN201511030684
【發明人】梁棟, 朱燕杰, 鐘耀祖, 劉新, 鄭海榮
【申請人】深圳先進技術研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月31日