使用在放大視場中的內插計算mri rf線圈靈敏度的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有用于采集磁共振數據(142、144、156)的射頻系統(114、116、120、124、126)的磁共振成像系統(100)。射頻系統包括具有多個天線元件(126)的線圈(124)。MRI系統還包括用于控制所述磁共振成像系統的處理器(133)。指令(140、170、172、174)的執行令所述處理器：使用所述多個天線元件來采集(200)來自成像區內的第一視場的校準磁共振數據(142)，通過將校準磁共振數據內插到第二視場來計算(202、300、302、304、400)經修正的磁共振數據(144)，通過對所述經修正的磁共振數據進行去卷積來計算(204、500、502、504、602)線圈靈敏度核(146)，并且通過將每個線圈靈敏度矩陣核變換到圖像空間中來計算(206、604、610)線圈靈敏度(148)。第二視場包含并且大于第一視場。
【專利說明】
使用在放大視場中的內插計算MRI RF線圈靈敏度
技術領域
[0001] 本發明涉及使用多個天線元件進行平行磁共振成像，具體地，其涉及用于計算針 對多個天線元件的線圈靈敏度的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 在平行磁共振成像中，由多個天線元件同時采集正在測量的k空間的一部分。由多 個天線元件采集的數據被組合以得到完整磁共振圖像。通常，靈敏表面線圈元件圍繞對象 放置。由多個天線元件中的每個收集的圖像數據使用針對每個線圈元件的空間相關線圈靈 敏度被組合在一起。
[0003] 通常，在校準步驟期間確定線圈靈敏度。校準多個元件的一種方式是使用正交體 線圈（QBC)以及多個天線元件同時采集數據。QBC不特別靈敏;然而，它們采集具有良好空間 均勻性的數據，其能夠被用于構造參考圖像。能夠通過由參考圖像分割來自線圈元件的圖 像來計算針對特定線圈元件的線圈靈敏度。
[0004] 在以下期刊論文中公開一種通過基于k空間的方法來計算線圈靈敏度的方法以將 線圈靈敏度計算作為線性系統的特性向量：Uecker等人，"ES PIRiT-An Eigenvalue Approach to Autocalibrating Parallel MRI:Where SENSE Meets GRAPPA/'Magnetic Resonance in Medicine，online，2013年5月6日。
[0005] 美國專利6,380,741B1公開使用一對射頻接收線圈以及關于那些線圈的靈敏信息 以展開混疊圖像從而產生完整圖像。
【發明內容】
[0006] 本發明在獨立權利要求中提供一種磁共振成像系統，一種操作所述磁共振成像系 統的方法，以及一種計算機程序產品。在從屬權利要求中給出實施例。
[0007] 正如本領域技術人員將認識到的，本發明的各方面可以被實施為裝置、方法或計 算機程序產品。因此，本發明的各方面可以采取如下形式:完全硬件實施例、完全軟件實施 例(包括固件、駐留的軟件、微代碼等)或者組合軟件和硬件方面的實施例，總體上，所有這 些在本文中可以被稱為"電路"、"模塊"或"系統"。此外，本發明的各方面可以采取計算機程 序產品的形式，所述計算機程序產品被嵌入在一個或多個計算機可讀介質中，在所述一個 或多個計算機可讀介質上嵌入有計算機可運行代碼。
[0008] 可以利用一個或多個計算機可讀介質的任意組合。計算機可讀介質可以是計算機 可讀信號介質或者是計算機可讀存儲介質。本文中所使用的"計算機可讀存儲介質"涵蓋可 以存儲能夠由計算設備的處理器運行的指令的任何有形存儲介質。計算機可讀存儲介質可 以指代計算機可讀非暫態存儲介質。計算機可讀存儲介質也可以指代有形計算機可讀介 質。在一些實施例中，計算機可讀存儲介質也可以能夠存儲能夠由計算設備的處理器訪問 的數據。計算機可讀存儲媒介的范例包括，但不限于：軟盤、磁硬盤驅動、固態硬盤、閃存、 USB拇指驅動、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(R0M)、光盤、磁光盤以及處理器的寄存器 文件。光盤的范例包括緊致盤(CD)以及數字通用盤(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盤。術語計算機可讀存儲介質也指代能夠由計算機設備經由網絡或通 信鏈路訪問的各種類型的記錄媒介。例如，可以通過解調器、通過因特網或者通過局域網來 檢索數據。嵌入在計算機可讀介質上的計算機可運行代碼可以使用任何適當的介質進行傳 送，包括但不限于，無線、有線、光纖線纜、RF等或者上述的任意合適的組合。
[0009] 計算機可讀信號介質可以包括其中嵌入有計算機可運行代碼(例如在基帶中或者 作為載波的部分)的傳播的數據信號。這樣的傳播的信號可以采取各種形式中的任意一種， 包括但不限于，電-磁、光學或者其任意合適的組合。計算機可讀信號介質可以是任意計算 機可讀介質，其不是計算機可讀存儲介質，并且其能夠傳送、傳播或運送由指令運行系統、 裝置或設備使用或者與之結合使用的程序。
[0010] "計算機內存器"或"內存器"是計算機可讀存儲介質的范例。計算機內存器是處理 器能夠直接訪問的任何內存器。"計算機儲存器"或"存儲器"是計算機可讀存儲介質的另一 范例。計算機存儲器是非易失性計算機可讀存儲介質。在一些實施例中，計算機存儲器也可 以是計算機內存器或者反之亦然。
[0011] 本文所使用的"處理器"涵蓋能夠運行程序或機器可運行指令或計算機可運行代 碼的電子部件。對包括"處理器"的計算設備的引用應當被解釋為可能包含超過一個處理器 或處理核。處理器例如可以是多核處理器。處理器也可以指代在單個計算機系統之內或者 在多個計算機系統之間分布的處理器的集合。術語計算設備也應當被解釋為可能指代每個 均包括一個或多個處理器的計算設備的集合或網絡。計算機可運行代碼可以由多個處理器 運行，所述多個處理器可以在同一計算設備之內，或者其甚至可以跨多個計算設備分布。
[0012] 計算機可運行代碼可以包括機器可運行指令或者令處理器執行本發明的方面的 程序。用于執行針對本發明的各方面的操作的計算機可運行代碼能夠以一種或多種編程語 言的任意組合來編寫，包括面向對象的編程語言，諸如Java、Smalltalk、C++等，以及常規的 過程編程語言，諸如"C"編程語言或類似編程語言，并且被編譯為機器可運行指令。在一些 情況下，計算機可運行代碼可以是高級語言的形式或者為預編譯的形式，并且可以與翻譯 器結合使用，所述翻譯器即刻生成機器可運行指令。
[0013] 計算機可運行代碼可以完全在用戶的計算機上運行、部分地在用戶的計算機上運 行、作為單機軟件包運行、部分地在用戶的計算機上運行以及部分地在遠程計算機上運行 或者完全在遠程計算機或服務器上運行。在后者的情境中，遠程計算機可以通過任何類型 的網絡被連接到用戶的計算機，所述網絡包括局域網（LAN)或者廣域網(WAN)或者可以實現 對外部計算機的連接(例如，通過使用因特網服務提供商的因特網）。
[0014] 參考根據本發明的實施例的方法、裝置（系統）和計算機程序產品的流程圖圖示 和/或方框圖描述了本發明的各方面。應當理解，流程圖、圖示和/或方框圖中的方框中的每 個方框或部分在可應用時能夠由計算機可運行代碼形式的計算機程序指令來實施。還應當 理解，在不互相排斥時，可組合在不同流程圖、圖示和/或方框圖中的方框的組合。這些計算 機程序指令可以被提供到通用計算機、專用計算機或者其他可編程數據處理裝置的處理器 以產生機器，使得經由計算機或其他可編程數據處理裝置的處理器運行的指令創建用于實 施在流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作的單元。
[0015] 這些計算機程序指令也可以被存儲在計算機可讀介質中，其能夠引導計算機、其 他可編程數據處理裝置或其他設備以特定的方式工作，使得存儲在所述計算機可讀介質中 的指令產生包括指令的加工文檔，其實施在流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定 的功能/動作。
[0016] 計算機程序指令也可以被加載到計算機、其他可編程數據處理裝置或其他設備上 以令一系列操作步驟在所述計算機、其他可編程裝置或其他設備上執行，以產生計算機可 實施的過程，使得在計算機或其他可編程裝置上運行的所述指令提供用于實施在流程圖 和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作的過程。
[0017] 在本文中使用的"用戶接口"是允許用戶或操作者與計算機或計算機系統進行交 互的接口。"用戶接口"也可以稱為"人機接口設備"。用戶接口可以向操作者提供信息或數 據和/或從操作者接收信息或數據。用戶接口可以實現來自操作者的輸入被計算機接收到 并且可以向用戶提供來自計算機的輸出。換言之，用戶接口可以允許操作者控制或操控計 算機，并且所述接口可以允許計算機指示操作者的控制或操控的效果。在顯示器或圖形用 戶接口上對數據或信息的顯示是向操作者提供信息的范例。通過鍵盤、鼠標、跟蹤球、觸摸 板、指點桿、繪圖板、操縱桿、游戲手柄、網絡相機、耳機、齒輪桿、方向盤、腳踏板、有線手套、 跳舞毯、遠程控制以及加速度計對數據的接收都是用戶接口部件的所有范例，其使得能夠 從操作者接收信息或數據。
[0018] 在本文中所使用的"硬件接口"涵蓋使得計算機系統的處理器能夠與外部計算設 備和/或裝置進行交互和/或控制外部計算設備和/或裝置的接口。硬件接口可以允許處理 器來將控制信號或指令發送到外部計算設備和/或裝置。硬件接口也可以使得處理器能夠 與外部計算設備和/或裝置交換數據。硬件接口的范例包括但不限于:通用串行總線、IEEE 1394端口、平行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、藍牙連接、無 線局域網連接、TCP/IP連接、以太網連接、控制電壓接口、MIDI接口、模擬輸入接口以及數字 輸入接口。
[0019] 在本文所使用的"顯示器"或"顯示設備"涵蓋適于顯示圖像或數據的輸出設備或 用戶接口。顯示器可以輸出視覺、聽覺和/或觸覺數據。顯示器的范例包括但不限于:計算機 監視器、電視屏幕、觸摸屏、觸覺電子顯示器、盲人屏幕、陰極射線管(CRT)、存儲管、雙穩態 顯示器、電子紙、矢量顯示器、平板顯示器、真空熒光顯示器(VF)、發光二極管(LED)顯示器、 電致發光顯示器(ELD)、等離子體顯示器面板(PDP)、液晶顯示器(IXD)、有機發光二極管顯 示器(0LED)、投影器以及頭戴式顯示器。
[0020] 在本文中將磁共振(MR)數據定義為在磁共振成像掃描期間由磁共振裝置的天線 所記錄的由原子自旋發射的射頻信號的測量結果。磁共振數據是醫學圖像數據的范例。在 本文中將磁共振成像(MRI)圖像定義為包含在磁共振成像數據之內解剖學數據的重建的二 維或三維可視化。這種可視化能夠使用計算機來執行。
[0021] 如本文中使用的磁共振位置數據包含為了確定基準標記的位置而采集的磁共振 數據。
[0022] 在一方面，本發明提供一種磁共振成像系統。所述磁共振成像系統包括用于采集 來自成像區的對象的磁共振數據的射頻系統。所述射頻系統包括具有可操作用于采集磁共 振數據的多個天線元件的線圈。在磁共振成像技術中，用于發送和接收射頻信號的天線通 常被稱為線圈。多個天線元件可以可操作用于接收來自對象的獨立射頻傳輸。所述磁共振 成像系統還包括用于存儲機器可讀指令的存儲器。所述磁共振成像系統還包括用于控制所 述磁共振成像系統的處理器。
[0023]指令的執行令處理器使用多個天線元件中的每個采集來自成像區內的第一視場 的校準磁共振數據。所述校準磁共振數據是后續用于計算針對多個天線元件中的每個的線 圈靈敏度的數據。指令的執行還令處理器通過將校準磁共振數據內插到成像區內的第二視 場來計算經修正的磁共振數據。所述第二視場包含并且大于所述第一視場。視場可以是體 積。在該情況下第一視場是第二視場內的體積。校準磁共振數據的內插可以以若干不同方 式來實現。它例如可以在圖像空間中完成，或者它也可以通過在k空間內執行明確內插完 成。
[0024]指令的執行還令處理器通過針對磁共振天線元件中的每個的經修正的磁共振數 據進行去卷積來計算線圈靈敏度核。由特定線圈I在k空間中的特定點處接收或測量的信號 可以被認為是線圈靈敏度乘以正被檢查的區域中的對象的磁化強度的傅里葉變換。這可以 表達為：
[0025] S； = T(c：m),
[0026] 其中Si表示針對線圈i的k空間中的測量結果，是傅里葉變換，Cl是針對線圈i的 線圈空間相關線圈靈敏度，并且m是視場(F0V)中的空間相關磁化強度。
[0027] 該方程可以重寫為：
[0028] 5,- = ^ Tm 〇
[0029] 量表示能夠經由去卷積來計算的線圈靈敏度核。這是由于S i被測量，并且 能夠在迭代過程中被測量或計算。取的傅里葉變換產生線圈靈敏度Cl。
[0030] 實際上項?％能夠被選擇作為特定尺寸的核。例如，能夠使用去卷積來選擇和計算 值的16x16塊(或值的其它塊）。一旦已知線圈靈敏度核，則線圈靈敏度核可以被傅里葉變換 回到圖像空間，并且直接用作線圈靈敏度。
[0031] 在平行成像技術中，大量或多個天線元件用于同時記錄相同的磁共振數據。每個 天線元件接收稍稍不同的信息，并且需要有校準以便重建來自所有不同天線元件的圖像。 這能夠單純通過基于圖像的技術來實現。然而，在使用圖像處理中存在缺陷。例如，如果存 在氣泡或對象中不產生磁共振或NMR信號的其它區域，則可能不進行針對該特定區域的校 準。當使用經校準的線圈靈敏度來形成平行成像技術時這可能導致問題。這可能導致最終 圖像中的偽影或重影。如上所述的磁共振成像系統可以導致當執行平行成像時具有大大減 小的偽影的磁共振成像系統。
[0032] 范例可以涉及一種關于平行成像的磁共振成像方法。為了展開由于在磁共振信號 的k空間中的欠采樣產生的混疊，采集RF接收線圈的線圈靈敏度分布圖。線圈靈敏度分布圖 由k空間核表示。借助于線圈靈敏度分布圖的平滑空間變化而采用通常較小的核（即，具有k 空間中的局部支撐）。
[0033]針對單獨RF線圈的k空間核可以對由加載（由待成像的物體）的RF線圈采集的磁共 振信號的去卷積和k空間參考數據來計算。在執行去卷積之前，視場擴展以包括圍繞物體的 空白空間。
[0034]該實施例可以能夠更好地解釋線圈靈敏度分布圖從物體的輪廓線的單調衰減。避 免由于不當地考慮物體的邊緣并且可能導致殘余展開偽影的顯著誤差。通過使它成為現有 視場的兩倍大擴展視場常常提供良好的結果。
[0035]精確線圈靈敏度圖（CSM)用于平行MR成像方法。實施例可以提供通過k空間中的去 卷積來計算CSM的方法。提出的方法可以具有優于已知方法的以下益處：
[0036]-比基于圖像的CSM計算采集更少的數據。即，它能夠快速地采集CSM數據。
[0037]-靠近物體的邊緣的更精確CSM，導致更少的折疊偽影。在被成像物體內存在信號 缺失的情況下這也是相關的。
[0038]-更不易受噪聲數據。
[0039] -比其它基于k空間的方法(例如，ESPIRiT)更快的數量級。
[0040] 在另一實施例中，通過使用校準磁共振數據重建針對每個天線元件的第一磁共振 圖像來計算經修正的磁共振數據。還通過計算針對每個天線元件的經修正的磁共振圖像來 計算經修正的磁共振數據。每幅經修正的磁共振圖像由第二視場限定，并且通過將第一磁 共振圖像粘貼到空值圖像中來計算。第一視場在第二視場內。來自第一磁共振圖像的數據 基本上被復制到經修正的磁共振圖像中。不來自第一磁共振圖像的經修正的磁共振圖像中 的任何數據被設置為空或零。這也可以被描述為擴張視場并且然后用零填充擴張區域。還 通過經由對經修正的磁共振圖像進行傅里葉變換來計算經修正的磁共振數據而計算經修 正的磁共振數據。
[0041]該實施例可能是有益的，原因是它提供將校準磁共振數據內插到第二視場的有效 和容易方式。使用該實施例計算的線圈靈敏度核和線圈靈敏度導致更少的偽影。
[0042]在另一實施例中，通過將針對多個天線元件中的每個的磁共振數據的校準內插到 傅里葉空間中的點的預定集合來計算經修正的磁共振數據。傅里葉空間中的點的預定集合 表示第二視場。磁共振成像的傅里葉空間中的點的內插從以下文章獲知：Rische等人， "Resampling of Data Between Arbitrary Grids Using Convolution Interpolation"， IEEE Trans.on Medical 111^8丨1^，￥〇1.198，1999 4?.385-392。該實施例也可以提供在使 用平行成像技術進行磁共振成像中使用這些效果的有效手段。
[0043]在另一實施例中，針對天線元件中的每個的經修正的磁共振數據包括傅里葉空間 中的點的第一集合。傅里葉空間中的點的預定集合包括傅里葉空間中的點的第一集合。該 實施例可能是有益的，這是因為當選擇或決定點的預定集合時測量點被重新使用。
[0044] 在另一實施例中，指令的執行還令處理器通過對單位單元進行轉化來生成傅里葉 空間中的點的預定集合。當在本文中使用時單位單元包含可以轉化到不同位置的傅里葉空 間中的點的集合。在一些實施例中，單位單元與線圈靈敏度核尺寸相同。該實施例的優點在 于可以有效地計算線圈靈敏度核。
[0045] 用于內插的網格將用于計算核。為了適合于該任務，存在有利地需要滿足兩個要 求：
[0046] 1.必須通過對單位單元進行轉化來生成網格（即，它必須類似于晶格）。笛卡爾或 六邊形是可行的，但是放射狀和螺旋形是不行的。該要求是必須的，因為是如果不滿足，卷 積不能寫成使用離散核的方程的線性系統。
[0047] 2.網格必須編碼具有圍繞物體的足夠空白空間的視場。該要求不如上一條的要求 嚴格，因為你可以爭論多少空間是足夠的。這取決于線圈幾何形狀和CSM的精度的目標水 平。
[0048] 該背景在于由k空間核限定的CSM總是隨著視場具有周期性。即，在圖像的左和右 邊緣處的CSM的值是相同的。
[0049] 但是，在另一方面，典型的表面線圈的靈敏度具有對距離的強相關性。即，CSM具有 在物體的一個邊緣上的高值和在相對邊緣上的低值。
[0050] 該第二要求保證物體的邊緣不過于接近圖像的邊緣，因為真實CSM則不能由核建 模。
[0051] 將能夠基于選擇的核寬度和真實CSM的動態范圍來估計圍繞物體需要多少空白空 間。
[0052]可以使用滿足兩個要求的任何網格。可以預料與用于數據采集的網格共用點的網 格是有益的，因為采集到的數據則可以在公共點處被使用而不需要內插。如果首先在正確 網格上采集數據，根本不需要內插。但是這不是優選的，這是因為采集是耗時的并且不加入 新信息。在k空間中的內插是在更大視場的網格上生成值的更有效方式(并且在圖像空間中 的零填充只是從給定笛卡爾網格內插到具有更精細間隔的笛卡爾網格的特別有效方式）。 [0053]在另一實施例中，射頻系統還包括體線圈。指令的執行還令處理器在校準磁共振 數據的采集期間使用體線圈來采集來自第一視場的體線圈磁共振數據。指令的執行還令處 理器通過將體線圈磁共振數據內插到第二視場來計算經修正的體線圈磁共振數據。例如可 以使用上述的基于圖像的方法來執行該內插，其中體線圈磁共振數據被重建為圖像，并且 然后被放置到第二視場中并且然后被重新變換回到傅里葉空間。備選地，體線圈磁共振數 據能夠被內插到傅里葉空間中的點的預定集合。將針對多個天線元件中的每個的線圈靈敏 度核關于經修正的體線圈磁共振數據進行去卷積。在該實施例中，不過度靈敏的體線圈對 于采集對象的均勻測量結果是有用的。體線圈或正交體線圈用于執行和采集之后在去卷積 過程中使用的參考數據。
[0054]在另一實施例中，指令的執行令處理器通過初始地將參考圖像設置成預定值來對 針對多個天線元件中的每個的線圈靈敏度核去卷積。指令的執行令處理器進一步通過迭代 地重復以下步驟來對針對多個天線元件中的每個的線圈靈敏度核進行去卷積:第一迭代步 驟是通過將針對多個天線元件中的每個的經修正的磁共振數據關于參考圖像的傅里葉變 換進行去卷積來計算中間線圈靈敏度核。第二迭代步驟是然后通過將每個中間線圈靈敏度 核變換到圖像空間中來計算針對多個天線元件中的每個的中間線圈靈敏度。第三迭代步驟 是使用中間線圈靈敏度和校準磁共振數據來重新計算參考圖像。
[0055] 這些迭代步驟然后被重復預定次數或直到參考圖像已收斂到預定統計度量內時。 例如，如果參考圖像與先前使用的參考圖像之間的平均變化小于預定量，則方法可以停止。 在該方法中，代替使用來自體線圈的測量結果，而是簡單地使用被設置為預定值的圖像。執 行去卷積過程，并且然后結果與得到的線圈靈敏度和校準磁共振數據一起用于重建新的參 考圖像。該過程一再地重復固定循環數量或者直到圖像已收斂。該實施例可能是有益的，這 是因為它消除使用體線圈的需要。它也優于使用來自多個天線元件中的單個的測量結果， 因為多個天線元件可能不從整個對象均勻地采集數據。
[0056] 也可以如下描述迭代方法。表面天線元件的信號Si由以下模型描述：
[0057] St = qm ?
[0058] 其中，上箭頭表示傅里葉變換，m是物體的磁化強度，并且Cl是線圈靈敏度。即，每 個表面天線元件感測根據其自身的靈敏度分布圖加權的相同物體磁化強度。
[0059] 常見假設是QBC具有均勻接收靈敏度(QBC=1)。在該情況下，QBC信號能夠用作線 圈靈敏度的參考并且以上方程可以被變換為：
[0060] Q = = gj * m = $ * 。
[0061] 如果采集表面線圈信號和QBC信號，可以通過例如去卷積根據該方程計算Cl的值。 如果不采集QBC信號，必須使用不同參考圖像。原則上，可以任意地選擇參考圖像。得到的線 圈靈敏度將與選擇的參考圖像相關。參考圖像的常見選擇是使用平方和（SoS)圖像Σ?Α%， 其中，星號表不復共輒。
[0062] 然而，如果線圈靈敏度將由k空間中的小核表示，參考圖像的該選擇不是最佳的， 這是由于SoS圖像的相位總是為零。因此，估計線圈靈敏度的相位由可能不足夠平滑以由小 核表示的表面線圈圖像的相位直接給出。即，使用參考圖像的該選擇，如果核尺寸選擇得太 小，由去卷積方法產生的線圈靈敏度可能具有高誤差。
[0063]代替使用SoS圖像，更好的是選擇具有非零相位的參考圖像。良好參考圖像的一種 方式是在迭代程序中計算它。
[0064]初始化:開始于均勾參考圖像:mQ=l [0065] 迭代：1.根據\ = * %通過去卷積計算Ci,k
[0067] 該迭代很快速地收斂到穩定參考圖像。通常，它可以在3次迭代之后結束。即，m3將 用作參考圖像，而不是SoS圖像。
[0068] 在另一實施例中，參考圖像的預定值是均勻值。該實施例可能是有益的，這是因為 不必知道或準確猜測在開始迭代方法之前對象看上去像什么。
[0069] 在另一實施例中，存儲器還包含描述平行成像磁共振成像技術的脈沖序列數據。 脈沖序列數據使處理器能夠使用平行成像磁共振技術來采集磁共振數據。在平行成像中， 從陣列或多個天線元件采集減少量的k空間數據。一些公知技術例如是SENSE技術。另一公 知平行成像技術是所謂的GRAPPA技術。
[0070] 指令的執行還令處理器使用脈沖序列數據來控制磁共振成像系統采集成像磁共 振數據。在該情況下，多個天線元件用于采集磁共振數據。多個天線元件中的每個采集k空 間數據的有限區域。接著，指令的執行還令處理器使用所述成像磁共振數據和針對所述多 個天線元件中的每個的所述線圈靈敏度來重建磁共振圖像。該實施例可能是有益的，這是 因為它可以能夠重建具有更少偽影的磁共振成像。
[0071] 在另一實施例中，指令的執行還令處理器通過裁剪其對第一視場的線圈靈敏度來 重新計算多個天線元件中的每個的線圈靈敏度。這在節省存儲器空間方面可能是有益的。 當執行平行成像時，將不使用在第一視場的外部的線圈靈敏度。
[0072] 在另一方面，本發明提供一種操作磁共振成像系統的方法。所述磁共振成像系統 包括用于采集來自成像區的對象的磁共振數據的射頻系統。所述射頻系統包括具有可操作 用于采集磁共振數據的多個天線元件的線圈。所述方法包括使用多個天線元件中的每個來 采集來自成像區內的第一視場的校準磁共振數據的步驟。所述方法還包括通過將校準磁共 振數據內插到成像區內的第二視場來計算經修正的磁共振數據的步驟。第二視場包含并且 大于第一視場。所述方法還包括通過對針對多個天線元件中的每個的經修正的磁共振數據 進行去卷積來計算線圈靈敏度核的步驟。所述方法還包括通過將每個線圈靈敏度矩陣核變 換到圖像空間中來計算針對多個天線元件中的每個的線圈靈敏度的步驟。
[0073] 在另一實施例中，通過使用校準磁共振數據來重建針對每個天線元件的第一磁共 振圖像來計算經修正的磁共振數據。還通過計算每個天線元件的經修正的磁共振圖像來計 算經修正的磁共振數據。每幅經修正的磁共振圖像由第二視場來限定，并且通過將第一磁 共振圖像粘貼到空值圖像中來計算。還通過對經修正的磁共振圖像進行傅里葉變換來計算 經修正的磁共振數據而計算經修正的磁共振數據。
[0074] 在另一方面，本發明提供一種計算機程序產品，包括用于控制磁共振成像系統的 處理器的機器可讀指令。所述磁共振成像系統包括用于采集來自成像區的對象的磁共振數 據的射頻系統。射頻系統包括具有可操作用于采集磁共振數據的多個天線元件的線圈。指 令的執行令處理器使用多個天線元件中的每個來采集來自成像區內的第一視場的校準磁 共振數據。指令的執行還令處理器通過將校準磁共振數據內插到成像區內的第二視場來計 算經修正的磁共振數據。第二視場包含并且大于第一視場。指令的執行還令處理器通過針 對多個天線元件中的每個的經修正的磁共振數據進行去卷積來計算線圈靈敏度核。指令的 執行還令處理器通過將每個線圈靈敏度矩陣核變換到圖像空間中來計算針對多個天線元 件中的每個的線圈靈敏度。
[0075] 在另一實施例中，通過使用校準磁共振數據來重建針對每個天線元件的第一磁共 振圖像來計算經修正的磁共振數據。還通過計算針對每個天線元件的經修正的磁共振圖像 來計算經修正的磁共振數據。每幅經修正的磁共振圖像由第二視場來限定并且通過將第一 磁共振圖像粘貼到空值圖像中來計算。還通過對經修正的磁共振圖像進行傅里葉變換來計 算經修正的磁共振數據而計算經修正的磁共振數據。
[0076] 在另一實施例中，通過將針對多個天線元件中的每個的校準磁共振數據內插到傅 里葉空間中的點的預定集合來計算經修正的磁共振數據。傅里葉空間中的點的預定集合表 示第二視場。
[0077] 應當理解本發明的前述實施例中的一個或多個可以進行組合，只要組合的實施例 不相互排斥。
【附圖說明】
[0078] 在下面將僅僅通過范例并且參考圖描述本發明的優選實施例，其中：
[0079] 圖1圖示了磁共振成像系統的范例；
[0080] 圖2圖示了操作圖1的磁共振成像系統的方法的范例；
[0081] 圖3還圖示了圖2中所示的方法的變型；
[0082] 圖4還圖示了圖2中所示的方法的變型；
[0083]圖5還圖示了圖2中所示的方法的變型；
[0084] 圖6還圖示了圖2中所示的方法的變型；
[0085] 圖7示出了一維物體的磁化強度的繪圖；
[0086] 圖8示出了針對圖7中的數據使用若干不同方法計算的CSM的繪圖；
[0087]圖9示出了比較圖8的計算的CSM的繪圖；
[0088]圖10示出了使用利用傳統圖像分割方法計算的CSM計算的SENSE磁共振圖像； [0089]圖11示出了使用利用去卷積計算的CSM計算的圖10的SENSE磁共振圖像；
[0090] 圖12示出了使用利用去卷積和F0V擴展計算的CSM計算的圖10的SENSE磁共振圖 像；以及
[0091] 圖13示出了使用壓縮感測和不同CSM計算產生的兩幅磁共振圖像。
[0092] 附圖標記
[0093] 200 第一項
[0094] 100磁共振成像系統
[0095] 104 磁體
[0096] 106磁體的膛
[0097] 108成像區
[0098] 110磁場梯度線圈
[0099] 112磁場梯度線圈電源
[0100] 114體線圈
[0101] 116收發器
[0102] 118 對象
[0103] 120對象支撐物
[0104] 122收發器
[0105] 124磁共振圖像線圈
[0106] 126天線元件
[0107] 130計算機
[0108] 132 硬件接口
[0109] 134 用戶接口
[0110] 136計算機存儲裝置
[0111] 138計算機存儲器
[0112] 140脈沖序列
[0113] 142校準磁共振數據
[0114] 144經修正的磁共振數據
[0115] 146線圈靈敏度核
[0116] 148線圈靈敏度的集合
[0117] 150第一磁共振圖像
[0118] 152經修正的磁共振圖像
[0119] 154傅里葉空間中的點的集合
[0120] 156體線圈磁共振數據
[0121] 158經修正的體線圈磁共振數據
[0122] 160參考圖像
[0123] 161中間線圈靈敏度核
[0124] 162中間線圈靈敏度
[0125] 164成像磁共振數據
[0126] 166診斷磁共振圖像
[0127] 17〇控制模塊
[0128] 172圖像重建和傅里葉變換模塊
[0129] 174 k空間內插模塊
[0130] 700 1-D 物體
[0131] 702空間坐標
[0132] 704物體磁化強度
[0133] 800線圈靈敏度
[0134] 802真實的線圈靈敏度
[0135] 804使用圖像分割計算的線圈靈敏度
[0136] 806使用傅里葉空間中的去卷積的線圈靈敏度
[0137] 808使用F0V擴展的線圈靈敏度
[0138] 900線圈靈敏度誤差
[0139] 1000 偽影
[0140] 1300磁共振圖像
[0141] 1302磁共振圖像
[0142] 1304 偽影
【具體實施方式】
[0143] 在這些圖中相似編號的元件是相當的元件或者執行相同功能。如果功能是相當 的，先前已論述的元件不必在后面的圖中被論述。
[0144] 圖1示出了磁共振成像系統100的范例。磁共振成像系統100包括磁體104。磁體104 是超導圓柱型磁體104,具有通過其中的膛106。不同類型的磁體的使用也是可能的，例如也 可能使用分裂圓柱形磁體或所謂的開放磁體。分裂圓柱形磁體類似于標準圓柱形磁體，區 別在于低溫恒溫器已分裂成兩個部分以允許接近磁體的等平面，例如，這樣的磁體可以與 帶電粒子束療法結合使用。開放磁體具有兩個磁體部分，一個在另一個上方，在其間具有足 夠大以接收對象的空間：類似于亥姆霍茲線圈的兩部分區域的布置。開放磁體是受到歡迎 的，這是因為對象較少被限制。在圓柱形磁體的低溫恒溫器的內部有超導線圈的集合。在圓 柱形磁體104的膛106內具有成像區108,其中，磁場足夠強且均勻，以執行磁共振成像。
[0145] 在磁體的膛106內也具有一組磁場梯度線圈110,其用于采集磁共振數據以對磁體 104的成像區108內的磁自旋進行空間編碼。磁場梯度線圈110被連接到磁場梯度線圈電源 112。磁場梯度線圈110旨在是代表性的。通常，磁場梯度線圈110包含用于在三個正交空間 方向上空間編碼的三組獨立線圈。磁場梯度電源將電流供應到磁場梯度線圈。被供應到磁 場梯度線圈110的電流作為時間的函數被控制并且可以是斜坡的或脈沖的。
[0146] 體線圈114在磁體104的膛106內。體線圈114可以是QBC。體線圈114被示為被連接 到收發器116。在一些實施例中，體線圈414也可以被連接到全身線圈射頻放大器和/或接收 器，然而，這未在該范例中示出。如果發射器和接收器116被連接到全身線圈114,可以提供 用于在發射與接收模式之間切換的裝置。例如，具有Pin二極管的電路可以用于選擇發射或 接收模式。對象支撐物120在成像區內支撐對象118。
[0147] 收發器122被示為被連接到磁共振成像線圈124。在該范例中，磁共振成像線圈124 是包括多個天線元件126的表面線圈。收發器122可操作用于將單獨的RF信號發送到單獨的 天線元件126并且用于接收RF信號。在該范例中，收發器116和收發器122被示為是獨立單 元。然而，在其它范例中，單元116和122可以被組合。
[0148] 收發器116、收發器122和磁場梯度線圈電源112被示為被連接到計算機130的硬件 接口 132。計算機130還被示為包含處理器133,所述處理器可操作用于執行機器可讀指令。 計算機130還被示為包括用戶接口 134,計算機存儲裝置136和計算機存儲器138,其全部可 訪問并且被連接到處理器133。
[0149] 計算機存儲裝置136被示為包含多個脈沖序列140中的一個。脈沖序列140是指令 或可以轉換為指令的數據，所述指令使處理器133能夠使用磁共振成像系統100來采集磁共 振數據。計算機存儲裝置還被示為包含由天線元件126采集的校準磁共振數據142。計算機 存儲裝置還被示為包含經修正的磁共振數據144。通過內插校準磁共振數據142來創建經修 正的磁共振數據144。這可以使用若干不同技術來執行。它可以利用基于圖像的方法或直接 通過k空間中的內插來完成。
[0150] 計算機存儲裝置136還被示為包含至少使用經修正的磁共振數據144計算的線圈 靈敏度核146的集合。也可以以各種不同方式計算線圈靈敏度核146。例如，可以通過使用來 自體線圈的圖像或通過迭代地計算參考圖像來計算它們。
[0151] 計算機存儲裝置136還被示為包含根據線圈靈敏度核146計算的線圈靈敏度的集 合148。計算機存儲裝置還被示為包含針對每個天線元件26使用校準磁共振數據142計算的 第一磁共振圖像。計算機存儲裝置152還被示為包含也針對每個天線元件126的經修正的磁 共振圖像。經修正的磁共振圖像是用零填充的圖像并且然后第一磁共振圖像在適當或正確 位置上被放置到其中。在一些范例中，不存在第一磁共振圖像150和經修正的磁共振圖像 152。在其它范例中，經修正的磁共振圖像152被變換回到傅里葉空間以提供經修正的磁共 振數據144。
[0152] 計算機存儲裝置還顯示傅里葉空間中的用作內插的點的點的集合154。在所有范 例中，不存在元件154。然而，在一些范例中，傅里葉空間中的點的這些集合154用作校準磁 共振數據142被直接內插到經修正的磁共振數據144的位置。
[0153] 在一些范例中，不存在體線圈114。在其它范例中，體線圈114用于采集體線圈磁共 振數據156。體線圈磁共振數據156是利用體線圈已經采集的磁共振數據。計算機存儲裝置 136被示為包含經修正的體線圈磁共振數據158。在一些范例中，經修正的體線圈磁共振數 據158與經修正的磁共振數據144一起使用以計算線圈靈敏度核146。在其它范例中，使用迭 代方法。
[0154] 如果使用迭代方法，則計算機存儲裝置136示出參考圖像160。在一些情況下，在下 面將描述的迭代方法中使用參考圖像160和中間線圈靈敏度162。計算機存儲裝置136也可 選地被示為包含成像磁共振數據164和診斷磁共振圖像166。可以使用平行成像磁共振技術 來采集成像磁共振數據164。線圈靈敏度的集合148然后用于使用成像磁共振數據164來重 建診斷磁共振圖像166。
[0155] 計算機存儲器138被示為控制模塊170。控制模塊170包含計算機可執行代碼或指 令，其使處理器133能夠控制磁共振成像系統的操作和功能。例如，控制模塊170可以與脈沖 序列140結合工作以采集各種磁共振數據。計算機存儲器138被示為還包含成像重建傅里葉 變換模塊172和k空間內插模塊174。這兩個模塊172、174包含計算機可執行代碼，其使處理 器133能夠執行圖2至6中所示的方法中的一個或多個。
[0156] 圖2示出了流程圖，其圖示了圖1中所示的操作磁共振成像系統100的方法。首先， 在步驟200中，采集針對多個天線元件126的來自第一視場的校準磁共振數據142。接著，在 步驟202中，通過將校準磁共振數據內插到第二視場來計算經修正的磁共振數據144。接著， 在步驟204中，通過對經修正的磁共振數據144進行去卷積來計算204線圈靈敏度核146。接 著，在步驟206中，通過將每個線圈靈敏度矩陣變換到圖像空間中針對多個天線元件中的每 個來計算線圈靈敏度148。接著，在步驟208中，通過將每個線圈靈敏度裁剪到第一視場來可 選地減小線圈靈敏度的尺寸。接著，在步驟210中，可選地采集磁共振數據64。在步驟212中， 使用成像磁共振數據164和線圈靈敏度的集合148可選地重建診斷磁共振圖像166。步驟210 和212是使用線圈靈敏度的確定的集合148的平行成像技術。
[0157] 圖3示出了流程圖，其解釋可以執行圖2的步驟202的一種方式。即，圖3示出了流程 圖，其圖示了通過將校準磁共振數據內插到第二視場來計算經修正的磁共振數據的方法。 首先，在步驟300中，使用校準磁共振數據142來重建針對每個天線元件的第一磁共振圖像 150。接著，在步驟302中，通過將第一磁共振圖像150粘貼到空值圖像中來計算經修正的磁 共振圖像152。最后，在步驟304中，通過將經修正的磁共振圖像152變換到傅里葉空間中來 計算經修正的磁共振數據144。
[0158] 圖4示出了執行圖2的步驟202的備選方式。圖4是通過將校準磁共振數據142內插 到第二視場來計算經修正的磁共振數據144的備選方式。在圖400中，具有被標記為400的一 個步驟。步驟400是直接在k空間中使用點的預定集合154將校準磁共振數據142內插到經修 正的磁共振數據144。
[0159] 圖5示出了執行圖2的步驟204的一種方式。圖5圖示了通過對經修正的磁共振數據 144進行去卷積來計算線圈靈敏度核146的一種方式。首先，在步驟500中，使用體線圈114從 第一視場采集體線圈磁共振數據156。接著，在步驟502中，將體線圈磁共振數據內插到第二 視場以計算經修正的體線圈磁共振數據158。該內插可以以類似于用于校準磁共振數據的 圖3或4中所示的方式來執行。最后，步驟504示出通過將經修正的磁共振數據144關于經修 正的體線圈磁共振數據158進行去卷積來計算線圈靈敏度核146。
[0160]圖6示出了執行圖2的步驟204和206的迭代方法。圖6示出了通過對經修正的磁共 振數據144去卷積來計算線圈靈敏度核146的迭代方法。首先，在步驟600中，將參考圖像設 置為預定值。參考圖像是具有第二視場的預定圖像。接著，在步驟602中，通過相對于參考圖 像160進行去卷積來計算中間線圈靈敏度核161。接著，在步驟604中，通過將中間線圈靈敏 度核161變換到圖像空間中來計算中間線圈靈敏度162。在步驟606中，使用中間線圈靈敏度 162和校準磁共振數據142來重新計算參考圖像160。迭代地執行步驟602、604和606,其中， 利用新的參考圖像160重復方法。這三個步驟可以執行預定次數或者新的參考圖像可以與 先前迭代的參考圖像比較以查看答案是否已收斂到統計度量內。這在方框608中被表示，所 述方框是決策方框，問題是參考圖像是否已收斂，如果否，則循環重復回到步驟602。如果 是，則執行步驟610并且中間線圈靈敏度用作線圈靈敏度。
[0161 ]精確線圈靈敏度圖（CSM)對于平行MR成像方法是有益的。本文中所述的范例可以 提供通過k空間中的去卷積來計算CSM的方法。提出的方法可以具有優于已知方法的以下益 處中的一個或多個：
[0162] -比基于圖像的CSM計算采集更少的數據。即，它能夠快速地采集CSM數據。
[0163] -靠近物體的邊緣的更精確CSM，導致更少的折疊偽影。在被成像物體內存在信號 缺失的情況下這也是相關的。
[0164] -更不易受噪聲數據。
[0165] -比其它基于k空間的方法(例如，ESPIRiT)快得多。
[0166] 線圈靈敏度圖（CSM)描述MRI接收線圈的接收靈敏度(相位和幅度)的空間相關性。 平行MR成像方法需要精確地知道CSM以將不同接收線圈的信號組合為一幅圖像并且允許加 速的MR成像。
[0167] 目前，通過利用每個接收線圈采集低分辨率圖像并且通過共同參考圖像(例如，體 線圈或平方和圖像)分割這些圖像而在圖像空間中計算CSM。
[0168] 基于圖像的CSM計算的替代可以是ESPIRiT，一種將CSM計算作為線性系統的本征 向量的基于k空間的方法，其目前僅僅在研究應用中使用。然而，該方法比基于圖像的方法 慢得多(對于2D CSM為若干分鐘計算時間），這使它不適合于常規使用。
[0169] 通過兩個低分辨率圖像的分割來計算CSM的一個問題在于，該方法具有固有系統 誤差。這些誤差在被成像物體的邊緣處最大。這些系統誤差能夠導致后折(back-folding) 偽影。
[0170]當前方法的第二問題在于，它僅僅在MR信號強度足夠的區域中導致有意義的結 果。在該區域之外，CSM的質量快速下降。如果在被成像物體內存在信號缺失，這會導致問 題，尤其當使用迭代重建算法(例如壓縮感測)時。
[0171] 基于圖像的CSM計算需要一定的空間分辨率，并且也需要高信噪比以得到有效結 果。因此，需要相當長的時間來采集CSM數據。
[0172] 類似于ESPIRiT，提出的方法通過計算k空間中的CSM避免前兩個問題。但是它可以 比ESPIRiT快得多地執行，導致類似于基于圖像的計算的計算時間。
[0173] 另外，提出的方法需要比基于圖像的方法的更少的數據，允許減少采集時間。
[0174] 在范例中，針對每個接收線圈的CSM由k空間中的小核表示。通過線圈的去卷積和k 空間中的參考數據針對每個通道計算核。提出的方法的一個步驟是在執行去卷積之前，以 這樣的方式擴展視場使得圍繞物體存在足夠的空白空間。
[0175] 下面是包括計算CSM的方法的步驟的詳細列表：
[0176] 1.采集接收線圈數據和參考數據。這與獲得CSM的當前方法相同（具有比當前采集 更少的數據的額外選項）。
[0177] 2.變換到圖像空間。簡單傅里葉變換。
[0178] 3.擴展視場(圖像空間中的零填充）。
[0179]通過零填充擴展視場原則上是無關緊要的操作。然而，它的必要性可能不是明顯 的：CSM將由k空間中的小核表示。這由CSM的平滑空間變化激發。然而，CSM隨著到線圈的距 離增加單調地衰減。即，通常，CSM將具有在物體的一個邊緣處的高值和在物體的相對邊緣 處的低值。如果物體填充視場(其在該情況下通常在相位編碼方向上），單獨通過低頻分量 不可能實現k空間中的CSM的離散表示，這是因為離散傅里葉變換表示循環函數并且環繞圖 像邊界處發生的強跳變包含大高頻分量。
[0180] 通過零填充擴展視場將不能從其獲得關于線圈靈敏度的信息的區引入線圈和參 考圖像中。即，該區域中的CSM的任意波動不與數據矛盾。如果視場擴展足夠大(例如，2的因 數），它能夠僅僅使用低頻分量來連接高靈敏度區域和低靈敏度區域。因此CSM則可以由小 核表示。
[0181] 4.將擴展的線圈和參考圖像變換到k空間中。
[0182] 簡單傅里葉變換。
[0183] 5.通過k空間中的去卷積計算CSM核(使用擴展數據）。小線性系統的反轉(類似于 GRAPPA核計算）。
[0184] 6.將核變換到圖像空間中。簡單傅里葉變換。
[0185] 7.將CSM減小到初始視場。簡單截斷。
[0186] 這些步驟單獨地應用于每個接收通道。即，不同接收通道的數據不像例如ESPIRiT 或GRAPPA中混合。因此，需要在步驟5中反轉的方程組是小的，能夠快速計算。
[0187] 圖7示出了在數學上用于示出使用本文中所述的方法的范例的優點的一維物體的 范例。被標記為702的軸可以是空間坐標，并且被標記為704的軸是物體磁化強度。可以看 到，存在具有零磁化強度的若干區域。
[0188] 圖8示出了在若干不同方法中作為位置702的函數的線圈靈敏度800。被標記為802 的實線是真實線圈靈敏度。實線804示出了使用圖像分割804計算的線圈靈敏度。虛線示出 了僅僅使用去卷積806的線圈靈敏度。點劃線808示出了具有視場擴展的去卷積或等效地從 第一視場到第二視場的k空間中的內插。可以看到，視場擴展的去卷積808比任何其它好得 多地再現真實線圈靈敏度802。
[0189] 在圖9中示出了關于真實線圈靈敏度802的計算的線圈靈敏度的誤差。空間坐標是 軸702,并且由真實線圈靈敏度分割的計算的線圈靈敏度的值在被標記為900的軸中顯示。 同樣使用圖像分割的版本被標記為804,去卷積被標記為806,并且點劃線是具有視場擴展 的去卷積808。可以看到，具有視場擴展的去卷積808是最精確的。
[0190]圖7、8和9示出了根據模擬的一維數據計算的CSM與圖7圖像分割、圖8不具有視場 擴展的去卷積和圖9包括具有視場擴展的去卷積的方法的比較。
[0191] 圖7示出了物體的假定磁化強度，即，該圖示出了利用均勻線圈測量的信號強度。 它也示出了物體幾乎填充視場并且包含兩個信號缺失。
[0192] 圖8示出了計算的線圈靈敏度的值，并且底部圖示出了在模擬中使用的計算的CSM 和真實CSM的比率。
[0193] 圖9證實了提出的方法導致最精確的CSM，它也證實了 CSM通過內部信號缺失平滑 地繼續。
[0194] 圖10示出了使用SENSE方法產生的磁共振圖像的范例，所述方法使用具有13個天 線元件的13通道射頻系統。圖10中所示的圖使用利用圖像的分割方法計算線圈靈敏度的這 些公知方法再現。在該圖像中，可以看到被標記為1000的大量偽影。
[0195] 圖11示出了使用與圖10中使用的相同的數據計算的磁共振圖像。然而，以不同方 式計算線圈靈敏度。對于圖11，使用方形并且在k空間中具有7x7的尺寸的核。可以看到，許 多偽影1000在該圖中仍然稍稍可見。然而，偽影不太明顯并且在該圖像中不容易看到。
[0196] 圖12示出了使用與圖10和11相同的數據計算的磁共振圖像。然而，在該范例中，在 去卷積期間使用k空間中的15x15核。在該圖中，沒有圖像偽影是可見的。在圖11和12中，校 準磁共振數據的內插用于兩者。區別是用于去卷積的核的尺寸。
[0197] 圖13示出了兩幅圖1300和1302。根據相同數據重建圖像1300、1302。然而，使用不 同線圈靈敏度。使用壓縮感測磁共振技術采集這兩幅圖像1300、1302的磁共振數據。在圖像 1300中，使用計算線圈靈敏度的普通圖像分割方法。在該圖像中，多個偽影1304可見。對于 圖像1302,將校準磁共振數據內插到經修正的磁共振數據，并且然后計算線圈靈敏度核，以 便計算線圈靈敏度。在圖1302中，沒有偽影1300是可見的。
[0198] 可以通過使用已知磁化強度的網格上的離散數量的值能夠執行表示k空間中的線 圈靈敏度矩陣的方式。這僅僅使用低頻分量并且平滑物體或其磁化強度中的小空隙或孔。
[0199] 不使用采集到的數據的k空間網格，這是因為其利用視場的尺寸強制Cl的周期性。 而是在執行去卷積之前擴展視場。例如，可以使用比2大的因數。
[0200] 盡管已在附圖和前面的描述中示出和詳細地描述本發明，但是這樣的圖示和描述 應當被視為是示例或舉例而不是限制;本發明不限于公開的實施例。
[0201] 本領域的技術人員在實施要求權利的發明中可以從附圖、公開和附帶的權利要求 的學習理解和實現公開的實施例的其它變型。在權利要求中，詞語"包括"不排除其它元件 或步驟，并且不定冠詞"一"不排除多個。單個處理器或其它單元可以滿足在權利要求中敘 述的若干項的功能。事實是在相互不同的從屬權利要求中敘述的某些措施不指示這些措施 的組合不能加以利用。計算機程序可以被存儲/分布在與其它硬件一起提供或作為其一部 分的合適的介質（例如光存儲介質或固態介質）上，但是也可以以其它形式分布，例如經由 因特網或其它有線或無線電信系統。權利要求中的任何附圖標記不應當被理解為限制范 圍。
【主權項】
1. 一種磁共振成像系統（100)，其中，所述磁共振成像系統包括： -射頻系統（114、116、120、124、126)，其用于采集成像區（108)內的對象（118)的磁共振 數據（142、144、156)，其中，所述射頻系統包括具有能夠操作用于采集所述磁共振數據的多 個天線元件（126)的線圈（124); -存儲器（136、138)，其用于存儲機器可讀指令（140、170、172、174); -處理器（133)，其用于控制所述磁共振成像系統，其中，所述指令的執行令所述處理 器： -使用所述多個天線元件中的每個來采集(200)來自所述成像區內的第一視場的校準 磁共振數據（142); -通過將所述校準磁共振數據內插到所述成像區內的第二視場來計算（202、300、302、 304、400)經修正的磁共振數據（144)，其中，所述第二視場包含并且大于所述第一視場； -通過對針對所述多個天線元件中的每個的所述經修正的磁共振數據進行去卷積來計 算（204、500、502、504、602)線圈靈敏度核（146);并且 -通過將每個線圈靈敏度矩陣核變換到圖像空間中來計算（206、604、610)針對所述多 個天線元件中的每個的線圈靈敏度(148)。2. 根據前述權利要求中的任一項所述的磁共振成像系統，其中，通過以下方式來計算 所述經修正的磁共振數據： -使用所述校準磁共振數據來重建(300)針對每個天線元件的第一磁共振圖像(150); -計算（302)針對每個天線元件的經修正的磁共振圖像（152)，其中，每幅經修正的磁共 振圖像由所述第二視場來限定并且通過將所述第一磁共振圖像粘貼到空值圖像中來計算； 并且 -通過對所述經修正的磁共振圖像進行傅里葉變換來計算（304)所述經修正的磁共振 數據。3. 根據權利要求1所述的磁共振成像系統，其中，通過將針對所述多個天線元件中的每 個的所述校準磁共振數據內插(400)到傅里葉空間中的點的預定集合來計算所述經修正的 磁共振數據，其中，傅里葉空間中的點的所述預定集合表示所述第二視場。4. 根據權利要求3所述的磁共振成像系統，其中，針對所述天線元件中的每個的所述經 修正的磁共振數據包括傅里葉空間中的點的第一集合，并且其中，傅里葉空間中的點的所 述預定集合包括傅里葉空間中的點的所述第一集合。5. 根據權利要求4或5所述的磁共振成像系統，其中，所述指令的執行還令所述處理器 通過對單位單元進行轉化來生成傅里葉空間中的點的所述預定集合。6. 根據前述權利要求中的任一項所述的磁共振成像系統，其中，所述射頻系統還包括 體線圈；其中，所述指令的執行還令所述處理器： -在所述校準磁共振數據的采集期間使用所述體線圈來采集(500)來自所述第一視場 的體線圈磁共振數據（156 )，并且 -通過將所述體線圈磁共振數據內插到所述第二視場來計算(502)經修正的體線圈磁 共振數據（158);并且 其中，將針對所述多個天線元件中的每個的所述線圈靈敏度核關于所述經修正的體線 圈磁共振數據進行去卷積。7. 根據權利要求1至5中的任一項所述的磁共振成像系統，其中，所述指令的執行令所 述處理器通過初始地將參考圖像（160)設置(600)為預定值來對針對所述多個天線元件中 的每個的所述線圈靈敏度核進行去卷積;其中，所述指令的執行令所述處理器進一步通過 迭代地重復以下步驟來對針對所述多個天線元件中的每個的所述線圈靈敏度核去卷積： -通過將針對所述多個天線元件中的每個的所述經修正的磁共振數據關于所述參考圖 像的傅里葉變換進行去卷積來計算(602)中間線圈靈敏度核（161)， -通過將每個中間線圈靈敏度核變換到圖像空間中來計算(604)針對所述多個天線元 件中的每個的中間線圈靈敏度(162)，并且 -使用所述中間線圈靈敏度和所述校準磁共振數據來重新計算(606)所述參考圖像;并 且 其中，所述迭代步驟被重復預定次數或者當參考圖像已收斂到預定統計度量內時。8. 根據權利要求7所述的磁共振成像系統，其中，所述參考圖像的所述預定值是均勻 值。9. 根據前述權利要求中的任一項所述的磁共振成像系統，其中，所述存儲器還包含描 述平行成像磁共振成像技術的脈沖序列數據（140)，其中，所述指令的執行還令所述處理 器： -使用所述脈沖序列數據來控制所述磁共振成像系統從所述第一視場采集(210)成像 磁共振數據（164);并且 -使用所述成像磁共振數據和針對所述多個天線元件中的每個的經校正的線圈靈敏度 來重建(212)磁共振圖像（166)。10. 根據前述權利要求中的任一項所述的磁共振成像系統，其中，所述指令的執行還令 所述處理器通過減小對所述第一視場的所述線圈靈敏度來重新計算針對所述多個天線元 件中的每個的所述線圈靈敏度。11. 一種操作磁共振成像系統的方法，其中，所述磁共振成像系統包括射頻系統（114、 116、120、124、126)，所述射頻系統用于采集來自成像區（108)的對象（118)的磁共振數據 (142、144、156)，其中，所述射頻系統包括具有能夠操作用于采集所述磁共振數據的多個天 線元件（126)的線圈（124)，其中，所述方法包括以下步驟： -使用所述多個天線元件中的每個來采集(200)來自所述成像區內的第一視場的校準 磁共振數據（142); -通過將所述校準磁共振數據內插到所述成像區內的第二視場來計算（202、300、302、 304、400)經修正的磁共振數據（144)，其中，所述第二視場包含并且大于所述第一視場； -通過對針對所述多個天線元件中的每個的所述經修正的磁共振數據進行去卷積來計 算（204、500、502、504、602)線圈靈敏度核（146);并且 -通過將每個線圈靈敏度矩陣核變換到圖像空間中來計算（206、604、610)針對所述多 個天線元件中的每個的線圈靈敏度(148)。12. 根據權利要求11所述的方法，其中，通過以下方式來計算所述經修正的磁共振數 據： -通過使用所述校準磁共振數據來重建（300)針對每個天線元件的第一磁共振圖像 (150)； -計算（302)針對每個天線元件的經修正的磁共振圖像（152)，其中，每幅經修正的磁共 振圖像由所述第二視場來限定并且通過將所述第一磁共振圖像粘貼到空值圖像中來計算； 并且 -通過對所述經修正的磁共振圖像進行傅里葉變換來計算（304)所述經修正的磁共振 數據。13. -種計算機程序產品，包括用于控制磁共振成像系統（100)的處理器（133)的機器 可讀指令（140、170、172、174)，其中，所述磁共振成像系統包括射頻系統（114、116、120、 124、126)，所述射頻系統用于采集來自成像區（108)的對象的磁共振數據（142、144、156)， 其中，所述射頻系統包括具有能夠操作用于采集所述磁共振數據的多個天線元件（126)的 線圈（124 )，其中，所述指令的執行令所述處理器： -使用所述多個天線元件中的每個來采集(200)來自所述成像區內的第一視場的校準 磁共振數據（142); -通過將所述校準磁共振數據內插到所述成像區內的第二視場來計算（202、300、302、 304、400)經修正的磁共振數據（144)，其中，所述第二視場包含并且大于所述第一視場； -通過針對所述多個天線元件中的每個對所述經修正的磁共振數據進行去卷積來計算 (204、500、502、504、602)線圈靈敏度核（146);并且 -通過將每個線圈靈敏度矩陣核變換到圖像空間中來計算（206、604、610)針對所述多 個天線元件中的每個的線圈靈敏度(148)。14. 根據權利要求13所述的計算機程序產品， 其中，通過以下方式來計算所述經修正的磁共振數據： -通過使用所述校準磁共振數據來重建（300)針對每個天線元件的第一磁共振圖像 (150)； -計算（302)針對每個天線元件的經修正的磁共振圖像（152)，其中，每幅經修正的磁共 振圖像由所述第二視場來限定并且通過將所述第一磁共振圖像粘貼到空值圖像中來計算； 并且 -通過對所述經修正的磁共振圖像進行傅里葉變換來計算（304)所述經修正的磁共振 數據。15. 根據權利要求13所述的計算機程序產品， 其中，通過將針對所述多個天線元件中的每個的所述校準磁共振數據內插(400)到傅 里葉空間中的點的預定集合來計算所述經修正的磁共振數據，其中，傅里葉空間中的點的 所述預定集合表示所述第二視場。
【文檔編號】G01R33/561GK105874346SQ201480067692
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年11月27日
【發明人】T·尼爾森
【申請人】皇家飛利浦有限公司