磁共振多通道采集圖像重建方法和裝置的制造方法
【專利說明】磁共振多通道采集圖像重建方法和裝置 【技術領域】
[0001] 本發明涉及磁共振成像（MRI，Magnetic Resonance Imaging)技術領域，尤其涉及 一種磁共振多通道采集圖像重建方法和裝置。 【【背景技術】】
[0002] 在磁共振成像技術中，磁共振信號空間稱為K空間，即為傅里葉變換空間，將磁共 振掃描采集獲得的磁共振信號填入到K空間中，將K空間數據經傅里葉變換到圖像域，即可 得到磁共振圖像。
[0003] 現有的磁共振掃描成像，一般會采用多通道采集技術來提高磁共振圖像的信噪比 和均勻性。
[0004] 在目前的磁共振多通道采集圖像重建方法中，最原始的方法是采用S0S等方法對 各個線圈（通道）采集到的數據進行簡單的合并。此類方法的缺陷在于：沒有充分利用多 個線圈（通道）之間共有的信息，信噪比較低的線圈（通道）采集的數據在合并過程中的 權重沒有很好的被抑制，重建獲得的磁共振圖像信噪比很低。
[0005] 在原始方法的技術上，本領域技術人員提出了一種改進的磁共振多通道采集圖像 重建方法：利用線圈敏感度信息，重新構造了多個K空間數據（或圖像），再將這些K空間 數據（或圖像）進行合并得到最終的磁共振圖像。該方法相對于原始方法，信噪比有了提 高，但是由于對線圈間共有的信息的利用仍然不夠充分，因此磁共振圖像的信噪比仍較低。
[0006] 因此，需要提出一種新的磁共振多通道采集圖像重建方法和裝置，能夠充分利用 線圈間共有的信息，將采集獲得的K空間數據重新進行組合，進一步提高磁共振圖像的信 噪比。 【
【發明內容】
】
[0007] 本發明解決的問題是現有的磁共振多通道采集圖像重建方法獲得的磁共振圖像 信噪比較低的問題。
[0008] 為了解決上述問題，本發明提出一種磁共振多通道采集圖像重建方法，包括以下 步驟：
[0009] 1)獲得若干通道全采集的原始K空間數據；
[0010] 2)確定各通道線圈敏感度之間的關系系數'或關系系數'的K空間域值α 所述關系系數和各通道線圈敏感度之間有如下關系式：
[0011]
[0012] Q為第i個通道的線圈敏感度，C,為第j個通道的線圈敏感度，L為總的通道數， 為關系系數；
[0013] 3)利用關系系數'或關系系數'的K空間域值α ^，生成新的圖像域值或K空 間數據；
[0014] 4)根據所述新的圖像域值或K空間數據，獲得最終的磁共振圖像。
[0015] 可選地，在所述步驟2)中確定關系系數~,的方法具體為：
[0016] 21)在K空間中選取合理大小的映射卷積核ct ^ ;
[0017] 22)選取原始K空間數據中的一部分，根據如下的映射關系式求解所述映射卷積 核 ct ij ·
[0018]
[0019] 其中，&為第i個通道的原始K空間數據，（kx，ky)為K空間數據的位置，a ^為 關系系數軋的K空間數據，K,為第j個通道的原始K空間數據，?為卷積，所述映射卷積 核a ^即為關系系數'的K空間域值；
[0020] 23)將所述映射卷積核a u轉換至圖像域，得到關系系數~。
[0021] 可選地，在所述步驟3)中，利用所述步驟2)確定的關系系數A"，根據如下的關系 式生成新的圖像域值：
[0022]
[0023] 其中，S,為第j個通道的原始K空間數據對應的圖像域值，S/為第i個通道的新 的圖像域值。
[0024] 可選地，在所述步驟2)中確定關系系數'的K空間域值a ^的方法具體為：
[0025] 21)在K空間中選取合理大小的映射卷積核a ^ ;
[0026] 22)選取原始K空間數據中的一部分，根據如下的映射關系式求解所述映射卷積 核 ct ij :
[0027]
[0028] 其中，l為第i個通道的原始K空間數據，（kx, ky)為K空間的位置，Kj為第j個 通道的原始K空間數據，?為卷積，所述映射卷積核a u即為關系系數A、,的K空間域值。
[0029] 可選地，在所述步驟3)中，利用所述步驟2)中確定的關系系數A、,的K空間域值 a ,，根據如下關系式生成新的K空間數據：
[0030]
[0031] 其中，K/為第i個通道的新的K空間數據。
[0032] 可選地，還包括以下步驟：
[0033] 選取若干不同的卷積核a ^，執行步驟2)若干次，分別得到若干關系系數A、,或關 系系數Ai j的K空間域值a i j ;
[0034] 將所述若干關系系數A、,或關系系數A、,的K空間域值a u進行疊加。
[0035] 可選地，還包括以下步驟：
[0036] 選取若干不同的卷積核α，執行步驟2)和步驟3)若干次，分別生成若干組新的圖 像域值或Κ空間數據，將所述若干組新的圖像域值或Κ空間數據進行疊加。
[0037] 可選地，還包括以下步驟：在步驟3)后，判斷是否進行迭代？若是，則將所述步驟 3)中生成的新的Κ空間數據作為原始Κ空間數據，回到執行步驟2)，進行迭代計算；若否， 則直接執行步驟4)。
[0038] 本發明還提出一種磁共振多通道采集圖像重建裝置，包括：
[0039] 采集單元，用于獲得若干通道全采集的原始Κ空間數據；
[0040] 關系系數確定單元，用于確定關系系數Au或關系系數Au的Κ空間域值a U ;
[0041] 新數據生成單元，用于利用關系系數A、,或關系系數Α、,的Κ空間域值α ^，生成新 的圖像域值或Κ空間數據；
[0042] 圖像獲得單元，用于根據所述新的圖像域值或Κ空間數據，獲得最終的磁共振圖 像。
[0043] 本發明對比現有技術有如下的有益效果：充分利用線圈間共有的信息，將采集獲 得的Κ空間數據重新進行組合，提高了磁共振圖像的信噪比。 【【附圖說明】】
[0044] 圖1是本發明的磁共振多通道采集圖像重建方法的實施例一的流程圖；
[0045] 圖2是本發明的磁共振多通道采集圖像重建方法的實施例二的流程圖；
[0046] 圖3是本發明的磁共振多通道采集圖像重建方法的實施例三的流程圖；
[0047] 圖4是本發明的磁共振多通道采集圖像重建方法的實施例四的流程圖；
[0048] 圖5是本發明的磁共振多通道采集圖像重建裝置的示意圖；
[0049] 圖6是現有技術和本發明的磁共振多通道采集圖像重建方法獲得的磁共振圖像 的對比圖。 【【具體實施方式】】
[0050] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0051] 由于在圖像域中，每個通道受到不同線圈敏感度的影響，使得接收到的信號不一 致，但是這些信號中都存在一個相同的因素，就是實際成像物體的真實信息。對于其中第i 個通道，其信號值可以表述為如下形式：
[0052] Sx = P XC.+n, (1)
[0053] 其中，Si為第i個通道中某個像素點的信號值（即圖像域值）；P為實際成像物體 的真實信號值A為第i個通道的線圈敏感度 ；ηι為第i個通道在該像素點位置處的噪音。
[0054] 由于各通道的線圈敏感度是連續變化的，可以用很多種辦法進行估算，如果假設 已經估算出第i個通道的線圈敏感度Q，那么即可確定如下關系式：
[0055]
(2)
[0056] 其中，C,為第j個通道的線圈敏感度，L為總的通道數，A、,為各通道線圈敏感度之 間的關系系數。
[0057] 根據公式（1)和公式（2)，可以建立新的信號值，
[0058]
[0059]
[0060] 對于新的信號值，非噪聲部分與原信號值一致，噪聲部分相當于做了加權平均，噪 聲部分大大減弱。從公式（2)中可以看出，存在很多組A、,，對A、,的估計可以通過對線圈敏 感度進行估計；同樣可以利用以下的方法，跳過對線圈敏感度Q的估計，直接進行A、,的估 計。
[0061] 對公式⑵的左右同時乘以P，對整個圖像域有：
[0062]
[0063] 其中，（X，y)為圖像域中第X行第y列的位置。根據公式⑷可以得到：
L0065」 具中，h U，y)表不沒W噪首十杌的埋想情況卜，弟i個通道的圖傢域值。
[0066] 將公式（5)兩邊同時做兩維傅里葉變換，轉換至K空間域，則有：
[0067]
(6)
[0068] 其中，&為第i個通道的K空間數據，（kx，ky)為K空間的位置，K,為第j個通道 的K空間數據，_為卷積，a u為關系系數'的K空間域值。
[0069] 由于線圈敏感度是緩慢變換的，所以a u的能量主要集中在中心低頻區域，可以 忽略高頻部分，只關注中心部分；而中心區域的信噪比極高，可以忽略噪音影響，這時相當 于建立了一個卷積映射關系，在整個Κ空間內，選擇部分區域進行對（6)式求解，即可得到 a u的近似值。再將a u轉換到圖像域，即可得到關系系數
[0070] 通過以上的理論分析，可以得到本發明的磁共振多通道采集圖像重建方法。
[0071] 【實施例一】
[0072] 如圖1所示，本發明的磁共振多通道采集圖像重建方法的一個實施例具體包括以 下步驟：
[0073] 執行步驟S01，獲得若干通道全采集的原始Κ空間數據。
[0074] 執行步驟S02,在Κ空間中選取合理大小的映射卷積核a ijQ
[0075] 所述卷積核α ^的大小表示為mXn，在本實施例中所述卷積核的大小為7X5,即 在K空間域的讀出方向上選取7個點，頻率編碼方向上選取5個點。
[0076] 執行步驟S03,選取原始K空間數據中的一部分，根據公式（6)的映射關系式求解 所述映射卷積核α ^ :
[0077]
[0078] 其中，&為第i個通道的原始Κ空間數據，（kx，ky)為Κ空間的位置，Κ,為第j個 通道的原始K空間數據，⑩為卷積。
[0079] 所述映射卷積核a u即為關系系數'的Κ空間域值。
[0080] 執行步驟S04,利用關系系數'的Κ空間域值α ^，根據如下公式生成新的Κ空間 數據：
[0081]
(7)
[0082] 其中，Κ,為第j個通道的原始Κ空間數據，Κ/為第i個通道的新的Κ空間數據， #為卷積。
[0083] 執行步驟S05,根據所述新的K空間數據，獲得最終的磁共振圖像。
[0084] 本實施例中，所述獲得最終的磁共振圖像的方法包括但不限于：將所述若干通道 的新的K