專利名稱：床連續(xù)移動的靈敏度編碼磁共振并行成像的制作方法
床連續(xù)移動的靈敏度編碼磁共振并行成像
本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域。其特別應(yīng)用于癌癥篩查、血管造影術(shù) 和其它對全身或者身體大部分有利地進(jìn)行的診斷成像方法，并將特別參 考進(jìn)行描述。但是，其通常還應(yīng)用于連續(xù)移動工作臺的磁共振成像。
磁共振掃描儀具有通常比平均人體尺寸小得多的有限視場。因此， 磁共振成像不易用于進(jìn)行"全身"或者其它擴(kuò)大的感興趣區(qū)域的成像， 其中所感興趣區(qū)域大于掃描儀視場。這限制了用于診斷任務(wù)例如癌癥篩 查、血管造影術(shù)等等的磁共振成像的有效性。
一種對大于掃描儀視場的擴(kuò)大的感興趣區(qū)域成像的方法為多站方 法，其中成像以不連續(xù)的步驟進(jìn)行。在每一個步壤成像一個掃描儀視場。 隨后，成像對象被推進(jìn)通過掃描儀腔等于掃描儀視場軸向長度的距離， 并且成像另一個掃描儀視場。將連續(xù)成像的視場拼接在一起以形成擴(kuò)大 的感興趣區(qū)域的困像。多站方法具有某些缺陷。起動-停止工作臺的動作 會煩擾患者、增加患者運(yùn)動偽像并增加了總的成像持續(xù)時間。還在連續(xù) 掃描儀視場之間邊界的組合圖像上引入不連續(xù)點。
在連續(xù)移動工作臺磁共振成像中，通常以恒定的工作臺速度連續(xù)軸 向推進(jìn)患者通過掃描儀腔，在連續(xù)的工作臺推進(jìn)期間采集磁共振成像數(shù) 據(jù)。和多站方法相比，因為工作臺連續(xù)移動而不是以"起動-停止"棋式 移動，所以采用連續(xù)移動工作臺的成像通常更快、減少或者消除了圖像 不連續(xù)點、并且通常不太煩擾患者。
并行成像是另一種進(jìn)行較快掃描的技術(shù)。在并行成像中，采用多個
線圏接收磁共振信號。例如，在靈敏度編碼(SENSE)成像中，稀疏采 樣k-空間，并將該多個線團(tuán)的數(shù)據(jù)用于補(bǔ)償任一個線圍采樣的稀疏性。 例如采用四個線圍時，僅僅可獲得每條笫四相位編碼線。從每個線圍采 集的數(shù)據(jù)重建分散的困像，同時產(chǎn)生一組和該四個線閨對應(yīng)的四個"折 疊"重建圖像?？紤]到線圉靈敏度因子組合、或者展開這些折疊困像以 產(chǎn)生最終的圖像，其特征基本上和通過每條相位編碼線的單個線圃采樣 所獲得的圖像數(shù)據(jù)相同。在該實例中，罔為僅僅采集每個笫四相位編碼 線，所以可獲得成像速度提高四個因子。基于線圍數(shù)和SENSE因子，還
可另外提高成像速度。其它并行成像技術(shù)例如SMASH也有各種優(yōu)勢， 例如提高成像速度、圖像分辨率較高，等等。
因為當(dāng)患者移動通過掃描儀視場時工作臺移動引入與時間相關(guān)的線 圈靈敏度因子，所以難以進(jìn)行采用連續(xù)移動工作臺和固定接收線圈的并 行成像。可替換地采用可移動線圈(例如設(shè)置在移動工作臺上或者移動 工作臺內(nèi)，或直接置于患者上面)。但是，因為工作臺平移將移動的線 圈移位至掃描儀視場外，所以患者的整個身體都必須覆蓋該種線圈。對 某些應(yīng)用，需要混合設(shè)置，其中并行成像陣列的一些線圈相對于掃描儀 固定，而其它線圏隨著患者移動。在這些混合設(shè)置中，固定線圈具有與 時間相關(guān)的線圏靈敏度因子，而可移動線圈具有與時間無關(guān)的靈敏度因 子。對于采用連續(xù)移動工作臺和固定或者混合線圈設(shè)置的并行成像，標(biāo) 準(zhǔn)重建方法(SENSE、 SMASH)不適用。
本發(fā)明考慮了克服上述限制和其它問題的改進(jìn)裝置和方法。
根據(jù)一個方面，提供一種成像方法。連續(xù)移動成像對象通過掃描儀 視場。在連續(xù)移動期間，采用多個射頻線圈采集k-空間數(shù)據(jù)。該采集包 括在至少一個欠采樣方向上欠采樣k-空間。對采集的k-空間數(shù)據(jù)沿連 續(xù)移動方向進(jìn)行傅立葉變換，以限定具有連續(xù)移動變換方向上的真實空 間尺寸和橫過連續(xù)移動方向的橫向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù) 據(jù)。沿該橫向方向變換該混合數(shù)據(jù)以產(chǎn)生重建圖像。對于該至少一個欠 采樣方向限定從射頻線團(tuán)的大量k-空間數(shù)據(jù)至真實空間的加權(quán)變換。該 加權(quán)變換組合了與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子。
根據(jù)另一方面，公開一種磁共振成像掃描儀，其執(zhí)行上段所述的成 <象方法。
根據(jù)另一方面，公開一種處理器，用于對在成像對象連續(xù)移動期間 使用多個射頻線圈所采集的k-空間數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)處理方法并包括 在至少一個欠采樣方向上的k-空間欠采樣。通過該處理器執(zhí)行的圖像數(shù) 據(jù)處理方法包括沿連續(xù)移動方向混合變換所采集的k-空間數(shù)據(jù)，以限 定具有連續(xù)移動變換方向上的真實空間尺寸和在橫過連續(xù)移動方向的橫 向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù)據(jù)；對于該至少一個欠采樣方向限 定從所有射頻線圈的k-空間至真實空間的加權(quán)變換，該加權(quán)變換組合了 與患者位置相關(guān)的線團(tuán)靈敏度權(quán)重因子并包括沿該橫向方向的混合空間
數(shù)據(jù)的傅立葉變換以產(chǎn)生重建圖像；該方法沿欠采樣方向應(yīng)用所限定的 加權(quán)變換。
根據(jù)另一方面，公開一種存儲介質(zhì)，其通過相關(guān)數(shù)字處理器編碼可 執(zhí)行指令以對在成像對象連續(xù)移動期間使用多個射頻線圈所采集的k-
空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理方法并包括在至少一個欠采樣方向上的k-空間欠采樣。該圖像數(shù)據(jù)處理方法包括沿連續(xù)移動方向混合變換所采 集的k-空間數(shù)據(jù)，以限定具有連續(xù)移動變換方向上的真實空間尺寸和在 橫過連續(xù)移動方向的橫向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù)據(jù)；對于該 至少一個欠采樣方向限定從所有射頻線圈的k-空間至真實空間的加權(quán) 變換，該加權(quán)變換組合了與患者位置相關(guān)的線圏靈敏度權(quán)重因子并包括 沿該橫向方向的混合空間數(shù)據(jù)的傅立葉變換以產(chǎn)生重建圖像；該方法沿 欠采樣方向應(yīng)用所限定的加權(quán)變換。
一個優(yōu)點在于通過組合連續(xù)移動工作臺磁共振成像和并行成像而較 快成像。
另一個優(yōu)點在于通過采用結(jié)合并行成像進(jìn)行的連續(xù)移動工作臺磁共 振成像而并行成像的視場比掃描儀視場大。
另一個優(yōu)點在于以固定線圈促進(jìn)連續(xù)移動工作臺磁共振成像和并行 成像的組合。
另一個優(yōu)點在于以固定線圈和移動線團(tuán)促進(jìn)連續(xù)移動工作臺磁共振 成像和并行成像的組合。
另 一個優(yōu)點在于將線團(tuán)負(fù)載效應(yīng)可選擇地合并到與患者位置相關(guān) 的、并且結(jié)合到重建的線圈靈敏度因子。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀下面優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述時可清楚多種其 它優(yōu)勢和益處。
本發(fā)明具體化為各種部件以及部件的設(shè)置，以及各種過程操作以及 過程操作的設(shè)置。附圖僅僅為描述優(yōu)選實施例而不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。


圖1示意性地示出了連續(xù)移動工作臺磁共振成像系統(tǒng)的實例，其包 括采用多個磁共振接收線圈的并行成像。
圖2示意性地示出了重疊在掃描儀視場兩次連續(xù)掃描同時成像對象 連續(xù)移動時采集的有效視場。圖2另外還示意性地示出了在重建每個有
效視場中釆用的與患者位置相關(guān)的線圉靈敏度權(quán)重因子。
圖3示意性地示出了從圖2掃描所示出的圖像，并添加有效視場和 重疊區(qū)域。
參考圖1，磁共振成像掃描儀IO對位于連續(xù)移動工作臺或者床14上 的成像對象12進(jìn)行成像。該連續(xù)移動工作臺以圖1中被標(biāo)記的塊箭頭所 示的速度v進(jìn)行移動。該磁共振成像掃描儀IO通常包括各種包含在外罩 16中的部件并由此在圖1中不可見，例如至少在其中設(shè)置有一部分成像 對象12的掃描儀視場20 (在圖1的透視圖中掃描儀視場20被掃描儀罩 16從直接視野遮擋，因此在圖l中以虛線表示)內(nèi)產(chǎn)生基本上時間和空 間恒定的B。磁場的主磁場線圈，和至少在掃描儀視場20中選擇性地產(chǎn)生 磁場梯度的磁場梯度線圈。
另外，多個射頻線圈選擇性地與掃描儀視場20中的部分成像對象耦 合。在圖l的實例中，這些線圈包括設(shè)置在外罩16上面或者里面的正交 鳥籠式線圈22;該正交鳥籠式線圈22的端環(huán)在圖1中以虛線表示。圖l 的示例線圈還包括設(shè)置在掃描儀外罩16上的固定線圈24。圖1的示例線 圈還包括嵌入在連續(xù)移動工作臺14內(nèi)的可移動線圈26(在圖1的透視圖 中可以看到兩個固定線圈24和一個可移動線圈26)。
成像時，掃描儀IO在掃描儀視場20內(nèi)產(chǎn)生基本上空間和時間恒定的 Bo磁場，正交鳥籠式線圈22在^氫拉莫爾頻率或者另一合適的磁共振 頻率下注入射頻激勵以激勵成像對象12的磁共振信號選擇部分。在并行 成像模式下將固定線圈24用于采集磁共振成像數(shù)據(jù)?？蛇x地，可移動線 圏26也用于并行成像。在另一種考慮的并行成像模式中，僅僅采用可移 動線圈26采集磁共振成像數(shù)據(jù)。成像時，掃描儀IO產(chǎn)生沿選擇的k-空 間軌跡編碼磁共振信號的磁場梯度。笛卡兒編碼通常包括讀出方向以及 一個或兩個相位編碼方向(分別對于兩維和三維成像) 可替換地，使 用多個兩維切片采集來進(jìn)行三維成像。同時在成像期間，工作臺14以速 度v連續(xù)移動。可選地，對于患者解剖結(jié)構(gòu)的不同部分可改變速度值。 通過工作臺位置監(jiān)視器28來監(jiān)視工作臺14的位置。
為了利用通過采用多個通常具有不同線圏靈敏度的線圈24， 26來采 集k -空間數(shù)據(jù)而進(jìn)行的并行成像，該采集應(yīng)當(dāng)包括在至少一個欠采樣方 向上k-空間的欠采樣。例如，如果采用笛卡兒k-空間采集軌跡，則通 過從k空間采集省略一些相位編碼線可適合地獲得相位編碼方向上的欠 采樣。通過欠采樣可改進(jìn)成像速度。通過在后續(xù)圖像重建中包括采用多 個線圈采集的k-空間數(shù)據(jù)來補(bǔ)償由欠采樣所引起k-空間數(shù)據(jù)的稀疏
性。將所采集的k-空間磁共振成像樣本存儲在k-空間存儲器30中， 而每個存儲的k-空間樣本以由工作臺位置監(jiān)視器28所提供的、表示在 采集k-空間樣本時工作臺14位置的值來表示?？商鎿Q地或者另外地， 因為通過速度v(或者如果對不同解剖區(qū)域采用不同速度則通過所應(yīng)用的 多個速度值)使時間和工作臺位置相關(guān)，所以可通過采集時間來表示每 個k -空間值。
為進(jìn)行并行成像，靈敏度處理器32對合適的線圈靈敏度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采 集進(jìn)行靈敏度分析以確定線圈24， 26的線圈靈敏度Sy (r) 34 (這里r表 示空間位置)。在一個合適的方法中，線圈靈敏度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集包括通 過使用鳥籠式線圈22和每個線圉24, 26獲得的圖像掃描。通過使用每 個局部線圈24， 26采集的比值復(fù)雜強(qiáng)度值以及通過使用鳥籠式線圖22 采集的相應(yīng)復(fù)雜強(qiáng)度值提供了線圈靈敏度34。該線圈靈敏度采集數(shù)據(jù)采 集為低分辨率，并且例如可通過采集對于工作臺14的多個固定位置的數(shù) 據(jù)或者通過采用連續(xù)工作臺移動的校準(zhǔn)掃描在連續(xù)工作臺移動掃描之前 采集。可替換地，可在連續(xù)工作臺移動掃描期間將低分辨率線圈靈敏度 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集插入在k-空間數(shù)據(jù)的采集中。
繼續(xù)參考圖l并簡單參考圖2，當(dāng)以速度v連續(xù)移動成像對象12時， 在掃描儀視場20內(nèi)進(jìn)行一次或多次掃描。但是，因為在每次掃描的采集 期間以速度v連續(xù)移動成像對象12，所以每次掃描相對于成像對象12的 有效視場較大。通常，如果掃描儀視場20的每次掃描花費時間Tscan，則 相對于成像對象12每次掃描的有效視場以大約相當(dāng)于W Ts隱的因子加 長或者增加，這里W為工作臺速度值。圖2示出兩個這種具有重疊區(qū)域
R。verlap的有效視場FOVcffl和FOVcm。通過放射線學(xué)者或者其它用戶經(jīng) 用戶界面36選擇掃描參數(shù)例如掃描時間Tscan和速度V。
再參考圖1，重建處理器40對通過工作臺14連續(xù)移動所采集的并行 成像數(shù)據(jù)進(jìn)行重建以產(chǎn)生重建圖像，并存儲在重建圖像存儲器42中。通 過在重建中包括以多個射頻線圉采集的k-空間數(shù)據(jù)來補(bǔ)償至少一個欠 采樣方向上的k-空間欠采樣。但是，因為連續(xù)移動，線圈靈敏度通常與 時間相關(guān)，因此不能準(zhǔn)確進(jìn)行圖像空間中的常規(guī)SENSE-型展開。相反
地，如這里所述，將與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子直接組合到k -空間至真實空間的變換中，同時允許適當(dāng)解釋線圈靈敏度的時間相關(guān)
性。可將重建圖像適當(dāng)顯示在用戶界面36或者另一個更高分辨率的顯示 設(shè)備上，或者打印、通過因特網(wǎng)或者局域網(wǎng)通訊、存儲在非易失性存儲 介質(zhì)上，或者以其它方式使用。
重建處理器40對說明了線圈靈敏度34和工作臺14連續(xù)移動的并行 成像數(shù)據(jù)進(jìn)行重建。 一維混合空間變換處理器50沿連續(xù)移動方向(即平 行于工作臺速度v)對所采集的k-空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換，以限定具 有在連續(xù)移動變換方向上的真實空間尺寸并保持橫過連續(xù)移動方向的橫 向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù)據(jù)。在所描述的成像中，k-空間 采集使用笛卡兒k-空間軌跡，而讀出方向?qū)?yīng)于連續(xù)移動方向，；故標(biāo)記 的相位編碼(p.e.)方向?qū)?yīng)于橫向方向。對于三維成像，可采用橫過讀 出方向和,皮標(biāo)記的p.e.方向的第二 (未標(biāo)記的)相位編碼方向。和所述處 理被標(biāo)記的p.e.方向相類似，在重建期間適當(dāng)?shù)靥幚淼谌较颉Ｊ棺x取方 向與連續(xù)移動方向?qū)?zhǔn)的好處在于，容易在讀取方向上過采樣該數(shù)據(jù)， 這有利于重建無過渡圖像。但是，可采用其它k-空間軌跡，例如沿連續(xù) 移動方向采用相位編碼的k-空間軌跡。
將混合空間數(shù)據(jù)存儲在混合空間數(shù)據(jù)存儲器52中。橫向變換處理器 56沿橫向方向變換混合空間數(shù)據(jù)以產(chǎn)生重建圖像，并存儲在重建圖像存 儲器42中。如果采用兩個相位編碼方向進(jìn)行三維成像(其一個或者兩個 可以次采樣)，則沿每個相位編碼方向進(jìn)行一維變換。
在一個合適的實施例中， 一維混合空間變換處理器50沿連續(xù)移動方 向?qū)λ杉膋-空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換，以產(chǎn)生未校正的混合空間數(shù) 據(jù)，并對于連續(xù)移動調(diào)整未校正的混合空間數(shù)據(jù)以產(chǎn)生混合空間數(shù)據(jù)。 對于連續(xù)移動的校正調(diào)整基于通過工作臺位置監(jiān)視器28注釋為所采集k -空間數(shù)據(jù)的工作臺位置數(shù)值，或者等效地基于所注釋的采集時間，連 同工作臺速度v的已知速度。例如在Kruger等人的"Continuously Moving Table Data Acquisition Method for Long FOV Contrast-Enchanced MRA and Whole Body MRI" , Magnetic Resonance in Medicine(MRM) volume 47， pages 224-31(2002)中描述了合適的校正調(diào)整 技術(shù)。經(jīng)過對于連續(xù)移動進(jìn)行校正后，混合空間數(shù)據(jù)對應(yīng)于由成像對象 12所限定的參考幀。因此，應(yīng)用橫向變換處理器56將混合數(shù)據(jù)變換為重
建圖像。
但是，因為k-空間數(shù)據(jù)在至少一個相位編碼方向上欠采樣，所以變
換處理器50， 56應(yīng)當(dāng)考慮線圉靈敏度以通過組合來自多個射頻線圈24， 26的k-空間數(shù)據(jù)來補(bǔ)償欠采樣。通過靈敏度處理器32測量線圈靈敏度 sY(r)34。為解釋連續(xù)移動，加權(quán)變換定義處理器60構(gòu)造與患者位置相 關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子，這些因子在功能上與由以速度v在時間t連續(xù) 移動所產(chǎn)生空間位移v t偏置的基準(zhǔn)位置值r (通過靈敏度處理器32對 于和多個工作臺位置相應(yīng)的參考位置r檢測的SY (r) 34)相關(guān)。將與患 者位置相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子直接組合到k-空間至真實空間的變 換以對至少一個欠采樣方向限定加權(quán)變換62。
將所描迷的實施例用作實例。在所描述的實施例中，讀取方向與工 作臺速度v反平行，而相位編碼方向橫過工作臺速度v。對相位編碼方向 進(jìn)行欠采樣以提供SENSE -型數(shù)據(jù)，但另外的連續(xù)移動疊加至所釆集的 k-空間數(shù)據(jù)。一維混合空間變換處理器50沿讀取方向?qū)λ杉膋-空 間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換而不利用線圈靈敏度因子，并對連續(xù)移動進(jìn)行校 正調(diào)整。這產(chǎn)生了具有轉(zhuǎn)換成真實空間的讀取方向但欠采樣的相位編碼 方向保持在k-空間坐標(biāo)中的混合空間數(shù)據(jù)。對不進(jìn)行連續(xù)移動的固定線 團(tuán)24而言，適合應(yīng)用于相位編碼方向的一維加權(quán)變換62對應(yīng)于解決矩 陣方程
對于真實空間信號密度PU，這里mj^表示混合空間數(shù)據(jù)，i表示混 合空間數(shù)據(jù)中的相位編碼線，人表示沿混合空間數(shù)據(jù)相位編碼線的橫向位 置，pi,入表示在橫向位置人的線i上的信號密度，Y表示多個射頻線圏，k表 示相位編碼線集合，而Ei,Y,^為對應(yīng)下式的編碼矩陣
E"KA = sT(riA - v. tK)' exp(ik(tK) riA) (之)
這里v表示連續(xù)移動的速度，k(tk)表示相位編碼步長，tk表示以k 表示的相位編碼線集合的采集時間，r^表示對應(yīng)于線i和橫向位置X的空 間位置，Sy表示線圈密度。因為時間(或者等效地，患者位置)相關(guān)性， 編碼矩陣Ei，Y,u的靈敏度編碼和傅立葉編碼方面不可分離；相反，必須完 全反轉(zhuǎn)Ei,Y,u。例如可采樣LU-分解來計算偽逆矩陣，并對真實空間信
號密度p"逐行解答方程(1)。
根據(jù)線圈類型來處理線圈靈敏度數(shù)據(jù)。對于不連續(xù)移動的固定線圈
24，與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子根據(jù)相位編碼步驟的如式子Sy (ru-v'tk)所示的記錄位置來改變靈敏度。對于連續(xù)移動的移動線圈 而言，選擇當(dāng)前處于掃描儀視場20內(nèi)的靈敏度模式部分，從而限定與患 者位置無關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子 (ru)。
通常通過在連續(xù)移動期間完成掃描儀視場20的多次掃描來實現(xiàn)成 像。將轉(zhuǎn)換處理器50， 56應(yīng)用于掃描儀視場20的每次掃描以為每次掃 描產(chǎn)生相應(yīng)的重建圖像。如果對于并行成像只采用固定線圈24，則可在 每次掃描的重建中采用相同的加權(quán)變換62。即，因為對每次掃描都相同， 因此不必對每次掃描重新限定加權(quán)變換62。另一方面，如果在并行成像 中既采用固定線團(tuán)24又采用移動線圈26，則移動線圈26平移通過(也 可能離開)掃描儀視場20將通常表示對每次掃描重新限定加權(quán)變換62。
可選地，加權(quán)變換62還考慮由連續(xù)移動通?？臻g不均勻的成像對象 12通過掃描儀視場20所造成的與時間相關(guān)或者與患者位置相關(guān)的線圏負(fù) 栽效應(yīng)。例如，如果靈敏度處理器32處理以處于適當(dāng)位置的成像對象12 所采集的線圈靈敏度對準(zhǔn)數(shù)據(jù)集合，則得到的線團(tuán)靈敏度34將包括以成 像對象12裝栽線圉的效應(yīng)。這種情況下，即使僅僅采用固定線圉24，當(dāng) 成像對象12移動通過掃描儀視場20時對后來每次的掃描重新限定加權(quán) 變換62以解釋線圈負(fù)載的變化是有利的。
通過適當(dāng)選擇相對于在連續(xù)移動方向上掃描儀視場20的長度的工作 臺速度v,其可設(shè)置用于從掃描儀視場20的隨后掃描重建的空間相鄰圖 像以精確鄰接，從而產(chǎn)生包括隨后掃描有效視場的放大視場組合掃描。 但是，在鄰接點可產(chǎn)生圖像的不連續(xù)。在連續(xù)移動方向(在實例k-空間 軌跡中的讀取方向)上的過采樣可使隨后的掃描在鄰接界面上平滑。
因此，參考圖2，選擇工作臺速度v以部分重疊空間相鄰的重建圖像 是有利的。在圖2所示的實例中，兩次隨后掃描的FOVem和FOVeff2在 圖像空間上重疊一個量R。verlap?？蓪⒃撊哂嘤糜谄交噜張D像之間的不 連續(xù)。圖2還對FOVeffl的掃描示出了以[s/r+vt)11表示的與患者位置相關(guān) 的線圈靈敏度因子，對FOVeff2的掃描示出了以[sY(r+vt)l2表示的與患者位
置相關(guān)的線圈靈敏度因子。在重疊區(qū)域R。vertap通常期望這些靈敏度函數(shù)
是不同的。因此，采用分別應(yīng)用于每次掃描k -空間數(shù)據(jù)的重建處理器40
來分別重建兩個^見場FOVem和FOVeff2，以產(chǎn)生與兩個視場FOVem和
FOVeffi對應(yīng)的兩個部分重疊的真實空間圖像是有利的。然后在圖像空間
內(nèi)將該兩個圖像的重疊部分組合以例如通過平方和方法來平滑重疊區(qū)域
Roverlap的不連續(xù)。為促進(jìn)平滑重疊區(qū)域R。verlap ，在讀取方向上過采樣是 有利的。
圖3示意性地示出了得到的組合圖像的選擇冠狀切片，具有兩個視
場FOVeffl和FOVefK以及重疊區(qū)域Roverlap，隨同示出了相位編碼(p.e.)
和讀取方向為該特別實例成像配置所選擇的工作臺移動速度V。
應(yīng)理解可以以多種方法物理地表現(xiàn)重建處理器40。例如，重建處理 器40可以是可編程數(shù)字計算機(jī)或者處理器，例如光盤、磁盤、網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 器非易失性存儲器等等(未示出)的存儲介質(zhì)編碼可由可編程計算機(jī)或 者處理器執(zhí)行的指令以進(jìn)行重建處理。
如果采用兩個相位編碼方向以采集三維圖像數(shù)據(jù)，則可對選擇的相 位編碼方向進(jìn)行欠采樣或者對兩個相位編碼方向進(jìn)行欠采樣。在這種情 況下，加權(quán)變換定義處理器60限定兩個加權(quán)變換，對于每個欠采樣的相 位編碼方向各一個?？刹捎闷渌黭-空間軌跡設(shè)置，例如使編碼方向與連 續(xù)移動方向平行或者反平行，使讀取方向橫過連續(xù)移動方向。而且，在 連續(xù)移動方向上的k-空間采樣以及橫過連續(xù)移動方向上的k-空間釆樣 均可欠采樣。這種情況下，加權(quán)變換定義處理器60限定兩個加權(quán)變換， 對于每個欠采樣方向各一個，并且該兩個變換處理器50， 56的每一個使 用適當(dāng)?shù)募訖?quán)變換。
已經(jīng)參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。顯然，對于閱讀和理解上述詳 細(xì)描述的其它人來說可進(jìn)行更改和變更。期望將本發(fā)明理解為包括所有 落入附加權(quán)利要求或者其等同物范圍內(nèi)的那些更改和變更。
權(quán)利要求
1.一種成像方法，包括使成像對象(12)連續(xù)移動通過掃描儀視場(20)；在連續(xù)移動期間，使用多個射頻線圈(24，26)采集k-空間數(shù)據(jù)，該采集包括在至少一個欠采樣方向上對k-空間進(jìn)行欠采樣；對于該至少一個欠采樣方向限定從k-空間至真實空間的加權(quán)變換(62)，該加權(quán)變換(62)組合與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子和傅立葉變換；對采集的k-空間數(shù)據(jù)沿連續(xù)移動方向進(jìn)行變換，以限定具有連續(xù)移動變換方向上的真實空間尺寸和橫過連續(xù)移動方向的橫向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù)據(jù)；以及沿該橫向方向變換該混合數(shù)據(jù)以產(chǎn)生重建圖像；該變換包括沿欠采樣方向應(yīng)用所限定的加權(quán)變換(62)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像方法，其中沿連續(xù)移動方向的變換包括對采集的k-空間數(shù)據(jù)沿連續(xù)移動方向進(jìn)行傅立葉變換，以產(chǎn)生未校 正的混合空間數(shù)據(jù)；以及調(diào)整連續(xù)移動的未校正混合空間數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像方法，其中該加權(quán)變換(62)包括與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子，這些因子在功能上取決于 通過由連續(xù)移動速度v所產(chǎn)生的空間位移偏置的基準(zhǔn)位置值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的成像方法，其中該加權(quán)變換(62)還包括由與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度因子之一來確定的傅立葉變換。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像方法，其中所述線圈(24， 26)包括(i) 一個 或多個不連續(xù)移動的固定線圏(24),和(ii) 一個或多個連續(xù)移動的可 動線圈(26),并且所述加權(quán)變換(62)包括與一個或多個固定線圈(24)關(guān)聯(lián)的一個或多個與患者位置相關(guān)的 線圏靈敏度權(quán)重因子；與一個或多個可動線圈(26)關(guān)聯(lián)的一個或多個與患者位置無關(guān)的 線圏靈敏度權(quán)重因子。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像方法，還包括對于成像對象(12)相對于掃描儀視場(20)的多個不同位置采集 多個線圈靈敏度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集合； 基于線圈靈敏度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集合，計算在所述多個不同位置的每一個上多個射頻線圈(24， 26)的線圈靈敏度；以及從在多個不同位置的每一個上已計算的線圏靈敏度獲得與患者位置 相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的成像方法，其中采集多個線圈靈敏度數(shù)據(jù)集合包 括在連續(xù)移動期間將線圈靈敏度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集合插入在k -空間數(shù)據(jù)的 采集中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像方法，其中在連續(xù)移動期間采集k-空間數(shù)據(jù) 包括在連續(xù)移動期間完成掃描儀視場(20)的多次掃描，所述變換用于 每次掃描以限定相應(yīng)于每次掃描的重建圖像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的成像方法，其中所述多個射頻線圈為不連續(xù)移動的 固定線團(tuán)(24)，并且在混合變換和每次掃描的變換中使用相同的加權(quán) 變換。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的成像方法，其中選擇連續(xù)移動的速度以部分重疊從 多次掃描重建的空間相鄰的圖像，并且所述方法還包括在圖像空間中組合空間相鄰的重建圖像的重疊圖像部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO的成像方法，其中所述至少一個欠采樣方向為橫向 方向，并且使用多個射頻線圈在連續(xù)移動期間采集k-空間數(shù)據(jù)，包括在連續(xù)移動方向上對k-空間過采樣。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像方法，其中(i)在連續(xù)移動期間采集k-空間 數(shù)據(jù)包括沿笛卡兒坐標(biāo)采集k-空間數(shù)據(jù)，同時在相位編碼方向上對k-空間欠采樣，以及(ii)所述采用所限定的加權(quán)變換的變換在相位編碼方 向上產(chǎn)生未展開的真實空間尺寸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的成像方法，其中所述相位編碼方向為橫向方向， 并且所述加權(quán)變換對應(yīng)于解答矩陣方程<formula>formula see original document page 3</formula>對于Pu，這里w,^j表示混合空間數(shù)據(jù)，i表示混合空間數(shù)據(jù)中的相 位編碼線，X表示沿混合空間數(shù)據(jù)的相位編碼線的橫向位置，pu表示在橫向位置入的線i上的信號密度，Y表示多個射頻線圈(24， 26) ， k表示相 位編碼線集合，而E"，k，,為對應(yīng)于下式的編碼矩陣<formula>formula see original document page 4</formula>這里v表示連續(xù)移動速度，k (tk)表示相位編碼步長，tk表示以k 表示的相位編碼線集合的采集時間，r"表示對應(yīng)于線i和橫向位置人的空 間位置，Sy表示線圈靈敏度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的成像方法，其中所述欠采樣方向為橫向方向，并 且沿笛卡兒坐標(biāo)采集k-空間數(shù)據(jù)的讀取方向與連續(xù)移動的方向平行。
15. —種執(zhí)行權(quán)利要求1所述成像方法的磁共振成像掃描儀(10， 40)。
16. —種處理器(40)，被編程來對在成像對象(12)連續(xù)移動期間使用 多個射頻線圈(24， 26)所采集的k-空間數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)處理方法并 包括在至少一個欠采樣方向上的k-空間欠采樣，所述圖像數(shù)據(jù)處理方法 包括(i)對于該至少一個欠采樣方向限定從k-空間至真實空間的加 權(quán)變換(62)，所述加權(quán)變換組合與患者位置相關(guān)的線圉靈敏度權(quán)重因 子和傅立葉變換；(ii)沿連續(xù)移動方向變換所采集的k-空間數(shù)據(jù)，以 限定具有連續(xù)移動變換方向上的真實空間尺寸和橫過連續(xù)移動方向的橫 向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù)據(jù)；以及(iii)沿橫向方向變換混 合空間數(shù)據(jù)以產(chǎn)生重建圖像；所述方法沿欠采樣方向應(yīng)用所限定的加權(quán) 變換(62 )。
17. —種磁共振成像掃描儀(10， 40)，包括患者支撐(14)，用于連續(xù)移動成像對象通過掃描儀視場； 多個射頻線圈(24， 26),設(shè)置為采集沿至少一個欠采樣方向被欠采 樣的k-空間數(shù)據(jù)；以及如權(quán)利要求16所述的處理器。
18. —種存儲介質(zhì)，其通過相關(guān)數(shù)字處理器(40)編碼可執(zhí)行指令以對在 成像對象(12)連續(xù)移動期間使用多個射頻線圈(24， 26)所釆集的k -空間數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)處理方法并包括在至少一個欠采樣方向上的k -空間欠采樣，所述圖像數(shù)據(jù)處理方法包括沿連續(xù)移動方向混合變換 所采集的k-空間數(shù)據(jù)，以限定具有連續(xù)移動變換方向上的真實空間尺寸 和橫過連續(xù)移動方向的橫向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù)據(jù)；對于 該至少一個欠采樣方向限定從所有射頻線圈的k-空間至真實空間的加 權(quán)變換(62),所述加權(quán)變換組合與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度權(quán)重因 子并包括沿橫向方向的混合空間數(shù)據(jù)的傅立葉變換以產(chǎn)生重建圖像；所 述方法沿欠采樣方向應(yīng)用所限定的加權(quán)變換(62)。
全文摘要
在連續(xù)移動成像對象(12)使其通過掃描儀視場(20)期間，采用多個視頻線圈(24，26)來采集k-空間數(shù)據(jù)。該采集包括在至少一個欠采樣方向上欠采樣k-空間。對于該至少一個欠采樣方向限定從k-空間至真實空間的加權(quán)變換(62)。該加權(quán)變換組合了與患者位置相關(guān)的線圈靈敏度加權(quán)因子和傅立葉變換。對所采集的k-空間數(shù)據(jù)沿連續(xù)移動方向進(jìn)行混合變換，以限定具有連續(xù)移動變換方向上的真實空間尺寸和橫過該連續(xù)移動方向的橫向方向上的k-空間尺寸的混合空間數(shù)據(jù)。沿該橫向方向變換混合空間數(shù)據(jù)以產(chǎn)生重建圖像?；旌献儞Q和該變換應(yīng)用視欠采樣的相應(yīng)方向而定的已限定加權(quán)變換(62)。
文檔編號G01R33/563GK101351721SQ200680011291
公開日2009年1月21日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者B·阿爾德菲爾德, J·柯普, P·博爾納特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司