磁共振k空間重建方法與裝置、磁共振成像方法與裝置制造方法
【專利摘要】一種磁共振k空間重建方法與裝置、磁共振成像方法與裝置，所述k空間重建方法，包括：a.在成像區(qū)域連續(xù)采集多幀k空間數(shù)據(jù)，其中至少有兩幀數(shù)據(jù)采集方向不同；b.所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)；c.根據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)；d.按照上述步驟計(jì)算得到所有幀的完整k空間數(shù)據(jù)。本發(fā)明技術(shù)方案能夠減少磁共振成像數(shù)據(jù)采集額外校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時(shí)間，減少數(shù)據(jù)采集，加快成像速度，減弱由于鄰近幀數(shù)據(jù)變化而造成的填補(bǔ)誤差。
【專利說明】磁共振k空間重建方法與裝置、磁共振成像方法與裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域，特別涉及一種磁共振k空間重建方法與裝置、磁共振成像方法與裝置。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]磁共振成像(MRI)是一種將人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)可視化的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，其主要是利用了人體內(nèi)原子核的電磁特性來產(chǎn)生圖像。磁共振圖像對(duì)于人體內(nèi)的不同軟組織有很好的圖像對(duì)比度，因此在腦部、肌肉、心臟，以及癌癥細(xì)胞的診斷上相比于其他的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)CT、X光等有更好的成像效果，而且沒有電離輻射的危害。然而大部分磁共振成像方法需要較長的掃描時(shí)間，例如，一幅經(jīng)典的自旋回波圖像所花時(shí)間在15-30秒之間。較慢的成像速度使得磁共振成像在動(dòng)態(tài)成像中圖像時(shí)間分辨率大大受到限制，同時(shí)會(huì)在圖像中產(chǎn)生嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)偽影，降低圖像的質(zhì)量，從而影響臨床診斷，這就嚴(yán)重限制了 MRI在心臟、冠狀動(dòng)脈等運(yùn)動(dòng)器官和神經(jīng)功能影像等領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0005]心臟電影磁共振成像為動(dòng)態(tài)磁共振成像運(yùn)用的一種,其過程為在跨越一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段內(nèi)依次采集多幅MR圖像。心臟電影MRI的結(jié)果是圖像序列，該圖像序列可以形成示出心臟如何泵送血液的電影。隨后可以檢查心臟電影MRI以評(píng)定心室功能。在做心臟電影掃描等動(dòng)態(tài)磁共振成像時(shí)，為了提高成像速度，引入并行采集重建方法。并行重建方法是通過多通道采集以及并行成像算法實(shí)現(xiàn)的，利用相控陣線圈中單個(gè)接收線圈的空間靈敏度差異來編碼空間信息，`多個(gè)接收線圈同時(shí)對(duì)k空間進(jìn)行欠采集，結(jié)合每個(gè)線圈單元采集到的k空間數(shù)據(jù)和線圈的空間靈敏度信息重建出無混疊的磁共振圖像，降低成像所必須的梯度編碼步數(shù)，縮短了成像時(shí)間。
[0006]圖1所示為現(xiàn)有的磁共振動(dòng)態(tài)掃描成像采集方式(可從文獻(xiàn)k-t GRAPPA: Ak-space Implementation for Dynamic MRI with High Reduction Factor 獲得，發(fā)表于2005年的Magnetic Resonance in Medicine)。其在進(jìn)行多幀圖像采集時(shí),每幀圖像的采集方向均相同。圖1a是帶有額外校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的方式，圖1b為不帶有額外校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的采集方式。圖中，以加速因子4為例，空心點(diǎn)表示欠采集數(shù)據(jù)，實(shí)心點(diǎn)表示實(shí)際采集數(shù)據(jù)，※表示校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(圖1b中無)。這兩種方法雖然都可以進(jìn)行加速計(jì)算，但是對(duì)于Ia的方法，其在k空間中心區(qū)域采集了額外校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并利用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及部分已采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行線圈合并系數(shù)的計(jì)算，來對(duì)欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。如圖1a所示，其表示出了三種分布的線圈合并系數(shù)計(jì)算方式(圖中框所示)，每種框?yàn)橐环N分布，也可稱為卷積核(Kernal)來計(jì)算線圈合并系數(shù)，然后利用線圈合并系數(shù)以及采集數(shù)據(jù)來填補(bǔ)欠采集數(shù)據(jù)，其中箭頭尾端的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示用來進(jìn)行計(jì)算的采集數(shù)據(jù)，箭頭頂端指向的數(shù)據(jù)點(diǎn)為進(jìn)行填補(bǔ)的欠采集數(shù)據(jù)。由于要額外采集校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，這樣會(huì)限制加速的倍數(shù)，且數(shù)據(jù)采集量大、成像時(shí)間長。對(duì)于Ib的方法，其計(jì)算線圈合并系數(shù)的過程有一個(gè)假定，就是相隔較近的幾幀之間圖像近似，并在計(jì)算過程中，某一幀中欠采數(shù)據(jù)要利用其他幀的數(shù)據(jù)替代，如圖1b所示，正方形框的部分表示利用這種假設(shè)方式計(jì)算三種分布方式的線圈合并系數(shù)，再利用線圈合并系數(shù)以及采集數(shù)據(jù)對(duì)欠采集位置進(jìn)行填補(bǔ)。但是由于采集方式的限制，如果加速因子較大的時(shí)候，校準(zhǔn)的過程可能會(huì)涉及相隔較遠(yuǎn)的幀，如圖中加速因子為4則要牽連到相隔為兩幀的兩個(gè)幀數(shù)據(jù)，即需要假設(shè)k空間數(shù)據(jù)在四幀之間是相同的，這樣當(dāng)相隔較遠(yuǎn)的幀數(shù)據(jù)相似性不好的時(shí)候，則結(jié)果會(huì)失真。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的問題是提供一種磁共振k空間重建方法與裝置、磁共振成像方法與裝置，去除在現(xiàn)有技術(shù)中額外校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)的采集，加快成像速度。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供一種磁共振k空間采集重建方法，包括以下步驟:
a.在成像區(qū)域連續(xù)采集多幀k空間數(shù)據(jù)，其中至少有兩幀數(shù)據(jù)采集方向不同；
b.所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)；
c.根據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)；
d.按照上述步驟計(jì)算得到所有幀的完整k空間數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟a中，任意一幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方向與其相鄰幀中至少一幀的數(shù)據(jù)采集方向相互垂直。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟a中，所有奇數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所有偶數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所述奇數(shù)幀與偶數(shù)幀的數(shù)據(jù)采集方向垂直。
[0012]優(yōu)選的，所述奇數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗y方向，所述偶數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗x方向；
優(yōu)選的，所述步驟b中，由所述待填補(bǔ)幀內(nèi)數(shù)據(jù)和與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟b包括以下步驟:
通過所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)；
基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
[0014]優(yōu)選的，所述通過待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)包括:
根據(jù)所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布確定該幀線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定一個(gè)數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置；
對(duì)于其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該幀的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接，得到所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟b包括以下步驟:利用與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢
復(fù)；
由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)。
[0016]本發(fā)明還提供一種磁共振圖像重建方法，包括以上所述的磁共振k空間重建方法，并在完成k空間重建后，將k空間數(shù)據(jù)變換到圖像域以獲得圖像。
[0017]優(yōu)選的，所述變換為傅里葉變換。
[0018]為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種磁共振k空間重建裝置，包括:
采集單元，適于在成像區(qū)域連續(xù)采集多幀k空間數(shù)據(jù)，其中至少有兩幀數(shù)據(jù)采集方向不同；
計(jì)算單元，適于在所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)；
填補(bǔ)單元，適于根據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)。
[0019]優(yōu)選的，所述采集單元采集的多幀k空間數(shù)據(jù)，其中任意一幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方向與其相鄰幀中至少一幀的數(shù)據(jù)采集方向相互垂直。
[0020]優(yōu)選的，所述采集單元采集的多幀k空間數(shù)據(jù)，所有奇數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所有偶數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所述奇數(shù)幀與偶數(shù)幀的數(shù)據(jù)采集方向垂直。
[0021]優(yōu)選的，所述采集單元采集的多幀k空間數(shù)據(jù)，所述奇數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗y方向，所述偶數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗x方向。
`[0022]優(yōu)選的，所述計(jì)算單元，適于由待填補(bǔ)幀內(nèi)數(shù)據(jù)和與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
[0023]優(yōu)選的,所述計(jì)算單元包括:
第一確定單元，適于通過待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他數(shù)據(jù)幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)；
第二確定單元，適于基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
[0024]優(yōu)選的，所述第一確定單元包括:
第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定單元，適于根據(jù)待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布確定該幀線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置；
第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定單元，適于對(duì)于所述其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該幀的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接，得到所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。
[0025]優(yōu)選的，所述計(jì)算單元包括:
數(shù)據(jù)恢復(fù)單元，適于利用與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)；
計(jì)算子單元，由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)。
[0026]本發(fā)明還提供一種磁共振成像裝置，包括:上述磁共振k空間-時(shí)間域采集重建裝置，由所述磁共振k空間重建裝置計(jì)算得到所有幀的完整k空間數(shù)據(jù)；變換單元，適于將重建后的k空間變換到圖像域以獲得圖像。[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案能夠?qū)π呐K周期電影采集進(jìn)行并行采集加速，去除額外校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)的采集，加快成像速度，同時(shí)利用本方法可以減弱由于鄰近幀數(shù)據(jù)變化而造成的填補(bǔ)誤差，更進(jìn)一步，本方法可以用于多幀成像(時(shí)間相關(guān))，磁共振數(shù)據(jù)采集及重建，并加快掃描。
[0028]【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)心臟電影掃描并行采集數(shù)據(jù)的示意圖；
圖2是本發(fā)明磁共振k空間重建方法流程圖；
圖3是本發(fā)明一種優(yōu)選的多幀k空間采集示意圖；
圖4是本發(fā)明一種優(yōu)選的k空間重建、填補(bǔ)流程圖；
圖5是實(shí)施例一第一幀k空間數(shù)據(jù)分布示意圖；
圖6是實(shí)施例一確定線圈合并系數(shù)第二計(jì)算結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是實(shí)施例一確定線圈合并系數(shù)第一計(jì)算結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是實(shí)施例一計(jì)算線圈合并系數(shù)的示意圖；
圖9至圖11是實(shí)施例一第二幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)示意圖；
圖12是實(shí)施例一填補(bǔ)第二幀欠采集數(shù)據(jù)示意圖；
圖13是實(shí)施例一填補(bǔ)第一幀欠采集數(shù)據(jù)示意圖；
圖14是實(shí)施例一 k空間重建裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15是本發(fā)明另一種多幀k空間采集示意圖；
圖16是本發(fā)明一種k空間非均勻采集示意圖；
圖17是實(shí)施例二 k空間數(shù)據(jù)恢復(fù)示意圖；
圖18是實(shí)施例二中由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)的流程圖；
圖19是實(shí)施例二 k空間重建裝置示意圖。
[0030]【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0032]圖2是本發(fā)明提供的磁共振k空間重建方法流程示意圖。請(qǐng)參閱圖2，所述磁共振k空間重建方法包括以下步驟:
步驟a，在成像區(qū)域連續(xù)采集多幀k空間數(shù)據(jù)，其中至少有兩幀數(shù)據(jù)采集方向不同；步驟b，所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)；步驟c，據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)；
步驟d，按照上述步驟計(jì)算得到所有幀的完整k空間數(shù)據(jù)。
[0033]下面以具體實(shí)施例對(duì)上述磁共振成像中k空間的重建方法作詳細(xì)說明。
[0034]實(shí)施例一
首先，執(zhí)行如步驟a所述的磁共振k空間數(shù)據(jù)采集工作，這里采用了多線圈并行成像采集技術(shù)，在一連續(xù)時(shí)間段內(nèi)(如一個(gè)心臟運(yùn)動(dòng)周期)，采集成像區(qū)域的多幀k空間數(shù)據(jù)。其中每幀k空間數(shù)據(jù)均由多個(gè)線圈并行采集得到，每個(gè)線圈數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)k空間。由于所采用的為并行成像采集技術(shù)，因此在每個(gè)k空間中，其k空間數(shù)據(jù)分為應(yīng)采集數(shù)據(jù)和欠采集數(shù)據(jù)，應(yīng)采集數(shù)據(jù)表示由采集得到的磁共振數(shù)據(jù)，欠采集數(shù)據(jù)表示未采集的空白數(shù)據(jù)。
[0035]圖3為本發(fā)明一種優(yōu)選的多幀k空間采集示意圖。圖中只表示出了前4幀k空間數(shù)據(jù)以作舉例說明，之后幀的k空間數(shù)據(jù)以省略號(hào)省略，其省略幀數(shù)據(jù)分布形式和前4幀相同。實(shí)際過程中，采集幀數(shù)根據(jù)具體情況而定，幀數(shù)并不限定于4幀。圖3中t表示時(shí)間維度，kx、ky表示k空間內(nèi)的空間維度，RO表示頻率編碼方向(也可稱為采集方向)，PE表示相位編碼方向，上述符號(hào)名稱及意義為本領(lǐng)域技術(shù)人員通用標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)施例在k空間數(shù)據(jù)采集時(shí)，采用了相鄰幀數(shù)據(jù)在采集時(shí)頻率編碼方向和相位編碼方向互換進(jìn)行采集，且各奇數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向均為kx方向，偶數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向均為ky方向的方式進(jìn)行采集，各幀并行成像加速因子均為4，各幀中實(shí)線表示應(yīng)采集數(shù)據(jù)，虛線表示欠采集數(shù)據(jù)。其磁共振數(shù)據(jù)采集方式并不限定于以上介紹的方式，之后還會(huì)說明如何在數(shù)據(jù)采集方式為不均勻采集以及采集方向不同于kx或ky方向的采集方式等情況下進(jìn)行本發(fā)明方法的實(shí)施。
[0036]之后執(zhí)行步驟b，所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。以及步驟C，根據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)。
[0037]在計(jì)算線圈合并系數(shù)時(shí)，由于在成像過程中層的位置沒有發(fā)生變化，所以線圈的空間敏感度沒有發(fā)生變化。針對(duì)這個(gè)性質(zhì)，可以利用奇數(shù)幀的k空間數(shù)據(jù)估計(jì)縱向(即圖3中每一幀的kx方向)線圈合并系數(shù)，利用偶數(shù)幀的數(shù)據(jù)估計(jì)橫向(即圖3中每一幀的ky方向)線圈合并系數(shù)。其具體方法可參考本發(fā)明人另一篇申請(qǐng)?zhí)枮?01210230786.7的中國專利，以下只做簡要介紹。
[0038]這里以第一幀與第二幀為例，兩者可以互相求解線圈合并系數(shù)，并利用待填補(bǔ)幀內(nèi)已采集的數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)(這里也可以將第一幀與第二幀稱為互校準(zhǔn)組)。圖4為本發(fā)明優(yōu)選的一種k空間重建、填補(bǔ)的流程示意圖。所述k空間重建、填補(bǔ)的方法，包括以下步驟:
步驟S401，通過所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)；
步驟S402，基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)；
其中步驟S401還可以分為:
步驟S401a，根據(jù)所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布確定該幀線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定一個(gè)數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置；
步驟S401b，對(duì)于其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該幀的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接，得到所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)；
圖5至圖9為本實(shí)施例的k空間重建示意圖。請(qǐng)參閱圖5至圖9。
[0039]以利用第一幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)來填補(bǔ)第二幀的欠采集數(shù)據(jù)為例。這里，第二幀即為待填補(bǔ)幀，第一幀為其他幀(第一幀和第二幀數(shù)據(jù)在進(jìn)行線圈合并系數(shù)計(jì)算以及欠采集數(shù)據(jù)填補(bǔ)時(shí)并沒有特定順序，也可先用第二幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)并填補(bǔ)第一幀的欠采集數(shù)據(jù))。
[0040]圖5為第一幀k空間數(shù)據(jù)分布示意圖，這里表示為第i個(gè)線圈的k空間分布示意圖，黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)為應(yīng)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)，白色數(shù)據(jù)點(diǎn)為欠采集數(shù)據(jù)點(diǎn)，其沿kx方向上的每列數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖3第一幀中的一整列數(shù)據(jù)，黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)的一列和白色數(shù)據(jù)點(diǎn)的一列分別對(duì)應(yīng)圖3中第一幀的實(shí)線部分和虛線部分(這里為說明方便，圖5中k空間數(shù)據(jù)所取加速因子為2，并非圖3中的加速因子4，但其并不影響本發(fā)明的實(shí)施)，這里只表示出了部分?jǐn)?shù)據(jù)，省略部分的數(shù)據(jù)分布與已示意出數(shù)據(jù)分布相同。
[0041]在實(shí)際實(shí)施過程中，所述其他幀中(第一幀的數(shù)據(jù))采集數(shù)據(jù)的數(shù)量可能不足以實(shí)現(xiàn)對(duì)待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)計(jì)算，此時(shí)還需要對(duì)用于計(jì)算所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)充。如加入與第一幀相同采集方向(即kx方向)的第三幀、第五幀數(shù)據(jù)。同時(shí)，引入多幀的好處在于矯正數(shù)據(jù)量較大，使得噪聲等因素的影響變小。
[0042]執(zhí)行步驟S401:
步驟S401a，根據(jù)所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布確定該幀線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定一個(gè)數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置；
步驟S401b，對(duì)于其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該幀的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接，得到所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)；
圖6是本實(shí)施例中確定線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)示意圖。可以結(jié)合圖5，箭頭表示出kx和ky方向，矩形框表示數(shù)據(jù)窗口，橢圓框內(nèi)的數(shù)據(jù)為計(jì)算線圈合并系數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定這些數(shù)據(jù)所在的位置即確定與第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置。數(shù)據(jù)窗口以及與第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位`置共同構(gòu)成了所述的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)。需要說明的是，圖6中示出的四列黑色數(shù)據(jù)為線圈i內(nèi)所采集的數(shù)據(jù)，并且由于數(shù)據(jù)的采集方向?yàn)閗x方向所以數(shù)據(jù)窗口的形狀為矩形，在之后的說明中，當(dāng)某一數(shù)據(jù)采集方向既不為kx方向也不為ky方向時(shí)，數(shù)據(jù)的窗口形狀則可能為平行四邊形。在實(shí)際實(shí)施時(shí)，線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)需要根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)際情況以及數(shù)據(jù)分布進(jìn)行確定。
[0043]圖7是本實(shí)施例中確定線圈合并系數(shù)第一計(jì)算結(jié)構(gòu)的示意圖。結(jié)合圖6和圖7，通過步驟S401a確定第一幀的線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并由此確定出數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)位置后，在步驟S401b中，對(duì)于第一幀數(shù)據(jù)，按第一幀數(shù)據(jù)的采集方向(即kx方向)滑動(dòng)所述窗口，如圖7所示，沿kx方向滑動(dòng)圖6所示的矩形窗，隨著矩形窗的滑動(dòng)，橢圓形框也相應(yīng)進(jìn)行滑動(dòng)，與第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置也發(fā)生相應(yīng)的滑動(dòng)，當(dāng)滑動(dòng)一個(gè)單位距離(指兩行相鄰數(shù)據(jù)之間的距離)后，將圖7中示出的實(shí)線矩形框中實(shí)線橢圓形框內(nèi)的數(shù)據(jù)沿第二幀數(shù)據(jù)采集方向(ky方向)拼接至圖7中虛線矩形框中虛線橢圓形框所在的位置，即執(zhí)行步驟S401b中所述的將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接，如此，隨著數(shù)據(jù)窗口在其他數(shù)據(jù)組內(nèi)不斷滑動(dòng)，也會(huì)不斷地將滑動(dòng)過程中與第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿待填補(bǔ)幀的采集方向(ky方向)拼接起來，最終得到可以用于待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。
[0044]執(zhí)行步驟S402，基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)的數(shù)據(jù)組的線圈合并系數(shù)。
[0045]圖8是本實(shí)施例中計(jì)算待填補(bǔ)數(shù)據(jù)的線圈合并系數(shù)示意圖。如圖8所示，本實(shí)施例中以四組線圈為例進(jìn)行說明，分別為線圈1、線圈2、線圈3和線圈4，與各線圈對(duì)應(yīng)的一列黑色方形數(shù)據(jù)點(diǎn)表示通過步驟S403拼接得到的一組數(shù)據(jù)，由于每個(gè)線圈采集的數(shù)據(jù)采用同樣的方式進(jìn)行處理，所以黑色方形點(diǎn)之間的結(jié)構(gòu)是一樣的。根據(jù)所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)，可以計(jì)算得到待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)(根據(jù)數(shù)據(jù)分布，此時(shí)計(jì)算出的線圈合并系數(shù)為kx方向，即縱向線圈合并系數(shù))，其計(jì)算過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉，在此不再贅述。
[0046]以上述類似的方法，根據(jù)第二幀的磁共振數(shù)據(jù)，可以計(jì)算得到第一幀線圈合并系數(shù)(此時(shí)為橫向線圈合并系數(shù))。此時(shí)，第一幀數(shù)據(jù)為待填補(bǔ)數(shù)據(jù)，第二幀數(shù)據(jù)為其他幀。參見圖9至圖11，其為由第二幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)示意圖。與第一幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)類似，只是此時(shí)數(shù)據(jù)的采集方向變?yōu)閗y方向，數(shù)據(jù)相位編碼方向變?yōu)閗x方向。其中，圖9為第二幀k空間數(shù)據(jù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)示意圖，圖中矩形框?yàn)閿?shù)據(jù)窗口，橢圓形框內(nèi)的數(shù)據(jù)為計(jì)算線圈合并系數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)。圖10為由第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定第一計(jì)算結(jié)構(gòu)示意圖，其數(shù)據(jù)窗口滑動(dòng)方向?yàn)閗x方向，數(shù)據(jù)在ky方向上拼接形成如圖11所示的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。這里對(duì)具體情況不再一一贅述，可參考前述過程。
[0047]計(jì)算出每個(gè)待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)之后，基于所述線圈合并系數(shù)，對(duì)每個(gè)待填補(bǔ)幀中欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)k空間的重建。
[0048]圖12是本實(shí)施例中填補(bǔ)第二幀欠采集數(shù)據(jù)的示意圖。如圖12所示，仍然以四組線圈為例進(jìn)行說明，正方形點(diǎn)表示一組數(shù)據(jù)，其是多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合，其中，灰色方形點(diǎn)表示第二幀k空間的應(yīng)采集數(shù)據(jù)，白色正方形點(diǎn)表示第二幀欠采集數(shù)據(jù)，可以根據(jù)計(jì)算得到的第二幀線圈合并系數(shù)以及之前確定的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)，利用應(yīng)采集數(shù)據(jù)對(duì)欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)。由于利用應(yīng)采集數(shù)據(jù)對(duì)欠采集數(shù)據(jù)的填補(bǔ)方式同樣為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉，在此也不再贅述。同理，如圖13是本實(shí)施例中填補(bǔ)第一幀欠采集數(shù)據(jù)的示意圖。
[0049]與采集了校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在采集方式上只采集了應(yīng)采集數(shù)據(jù)部分，不需采集額外的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并且采集的所述應(yīng)采集數(shù)據(jù)的數(shù)量并未增加，k空間欠采集數(shù)據(jù)同樣得到完整恢復(fù)。與未采集校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)加速因子較大時(shí)，如加速因子為8，需要假設(shè)8幀之內(nèi)`數(shù)據(jù)近似，利用較遠(yuǎn)幀的數(shù)據(jù)近似得到欠采集數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算得到線圈合并系數(shù)，對(duì)欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算填補(bǔ)得到完整k空間。本發(fā)明未采用相鄰幀數(shù)據(jù)近似的假設(shè)，本發(fā)明能夠利用相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)k空間欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，因此未限制加速因子的倍數(shù)，能夠在加速因子較大時(shí)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0050]此外，本實(shí)施例還提供了一種磁共振成像方法，包括:以上述k空間的重建方法對(duì)k空間進(jìn)行重建；將重建之后的k空間變換到圖像域以獲得圖像。本實(shí)施例中，所述變換為傅里葉變換，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉，在其他實(shí)施例中，所述變換也可以采用其他向圖像域進(jìn)行變換的方式。
[0051]對(duì)應(yīng)上述磁共振k空間重建方法，本實(shí)施例還提供了一種k空間重建裝置。圖14是本發(fā)明實(shí)施例一提供的k空間重建裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖14所示，所述k空間重建裝置包括:采集單元101，適于在成像區(qū)域連續(xù)采集多幀k空間數(shù)據(jù)，其中至少有兩幀數(shù)據(jù)采集方向不同；計(jì)算單元102，與所述采集單元101相連，適于在所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)；填補(bǔ)單元103，與所述計(jì)算單元102相連，適于根據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)。
[0052]本實(shí)施例中，所述計(jì)算單元102可以包括:
第一確定單元1021，適于通過待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他數(shù)據(jù)幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)；
第二確定單元1022，適于基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
[0053]本實(shí)施例中，所述第一確定單元1021又可以包括:
第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定單元(圖中未示出)，適于根據(jù)待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布確定該幀線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置；
第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定單元(圖中未示出)，與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定單元相連，適于對(duì)于所述其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該幀的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接，得到所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。
[0054]基于上述磁共振k空間重建裝置，本實(shí)施例還提供了一種包括上述磁共振k空間重建裝置的磁共振成像裝置，所述磁共振成像裝置還包括:變換單元，與所述磁共振k空間重建裝置相連，適于將重建之后的k空間變換到圖像域以獲得圖像。
[0055]所述磁共振成像裝置及其磁共振k空間重建裝置的具體實(shí)施可參考所述磁共振k空間重建方法的實(shí)施，在此不再贅述。
[0056]以上為了說明方便，以奇數(shù)幀k空間數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗x方向，偶數(shù)幀k空間數(shù)據(jù)采集方向均為ky方向，加速因子均為4的情況來說明的。實(shí)際實(shí)施中，其采集方向不必限定為kx方向或ky方向。如圖15所示，其為另一種多幀k空間采集示意圖。圖15只表示了前四幀的k空間數(shù)據(jù)，其中，第一幀和第二幀數(shù)據(jù)的采集方向分別為kx和ky方向，第三幀和第四幀k空間數(shù)據(jù)采集方向則為其他方向，且第三幀和第四幀采集方向互相垂直。這種情況對(duì)于本發(fā)明實(shí)施方式所述的計(jì)算線圈合并系數(shù)以及欠采集數(shù)據(jù)填補(bǔ)方法的具體實(shí)施并不影響，其可將第一幀、第二幀作為互校準(zhǔn)組，第三幀、第四幀作為互校準(zhǔn)組。第一幀和第二幀之間數(shù)據(jù)的線圈合并系數(shù)計(jì)算以及欠采集數(shù)據(jù)填補(bǔ)按照之前所述的方式。第三幀與第四幀數(shù)據(jù)在進(jìn)行線圈合并系數(shù)計(jì)算及欠采集數(shù)據(jù)填補(bǔ)時(shí)需要指出的是，在確定所述線圈合并系數(shù)第二計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)，其數(shù)據(jù)窗口的形狀應(yīng)該為平行四邊形，而不再是矩形了。同時(shí)，互校準(zhǔn)組不必限定于相鄰幀，也可以取相隔幾幀的兩幀數(shù)據(jù)作為互校準(zhǔn)組，其并不影響本實(shí)施例的實(shí)施。
[0057]在實(shí)際實(shí)施中，相鄰幀兩幀數(shù)據(jù)并不必須采集方向互相垂直，在此情況下，也可以用類似方式互相計(jì)算線圈合并系數(shù)并填補(bǔ)欠采集數(shù)據(jù)，只是在確定線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)，其兩幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)窗口均為平行四邊形，對(duì)于本實(shí)施例中計(jì)算線圈合并系數(shù)及填補(bǔ)欠采集數(shù)據(jù)并無實(shí)質(zhì)影響。
[0058]在實(shí)際實(shí)施中，其k空間中數(shù)據(jù)分布也不必為均勻分布，其數(shù)據(jù)分布情況可如圖16所示，在進(jìn)行計(jì)算線圈合并系數(shù)時(shí)，同樣為根據(jù)一幀內(nèi)應(yīng)采集數(shù)據(jù)分布和其他幀數(shù)據(jù)采集方向分離得到第二計(jì)算結(jié)構(gòu)。各幀的并行采集加速因子也不必相同，其均不影響本實(shí)施例的實(shí)施。
[0059]實(shí)施例二本實(shí)施例為本發(fā)明另一種優(yōu)選方式。在本實(shí)施例中，執(zhí)行步驟b:所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)，其具體實(shí)施過程與實(shí)施例一有所區(qū)另IJ。在實(shí)施例一中，為至少取兩組編碼方向不同幀的數(shù)據(jù)進(jìn)行線圈合并系數(shù)計(jì)算，根據(jù)各幀k空間數(shù)據(jù)線圈合并系數(shù)相同，采用一幀數(shù)據(jù)計(jì)算另一幀數(shù)據(jù)的線圈合并系數(shù)，再利用線圈合并系數(shù)和待填補(bǔ)幀的應(yīng)采集數(shù)據(jù)分布結(jié)構(gòu)，對(duì)欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)。本實(shí)施例則是利用已采集數(shù)據(jù)對(duì)單幀內(nèi)沿相位編碼方向上的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)，其填補(bǔ)方式為利用與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)。不同于現(xiàn)有技術(shù)在加速因子較大時(shí)，所取數(shù)據(jù)間隔較遠(yuǎn)，本發(fā)明在采集數(shù)據(jù)時(shí)相鄰幀數(shù)據(jù)采集方向不同，因此可選用相鄰幀數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，不會(huì)產(chǎn)生如現(xiàn)有技術(shù)在高加速因子下的數(shù)據(jù)失真?；謴?fù)的方法與現(xiàn)有技術(shù)相同。
[0060]參見圖17，其中17 Ca)和17 (b)分別為各幀之間和一幀之內(nèi)k空間數(shù)據(jù)分布示意圖。圖17中的一個(gè)點(diǎn)表示為一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，黑色點(diǎn)表示實(shí)際應(yīng)采集的數(shù)據(jù)，灰色點(diǎn)與白色點(diǎn)表示為欠采集的數(shù)據(jù)，其中灰色點(diǎn)為通過黑色實(shí)際應(yīng)采集數(shù)據(jù)恢復(fù)得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)。為了解釋方便，圖17中的(a)和(b)在數(shù)據(jù)采集時(shí)采用了如實(shí)施例一的采集方式，即如圖3所示的方式，取圖中的兩維進(jìn)行說明。
[0061]圖17 (a)中選取ky和t兩個(gè)維度，如圖17 (a)所示，同樣只表示出了前四幀數(shù)據(jù)。其利用的應(yīng)采集黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)以及恢復(fù)的灰色數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的計(jì)算關(guān)系如圖中實(shí)線箭頭所示，圖中利用了第二幀和第四幀的應(yīng)采集數(shù)據(jù)以及第三幀的部分應(yīng)采集數(shù)據(jù)來恢復(fù)第三幀中的欠采集數(shù)據(jù)，其中利用了四個(gè)應(yīng)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)來計(jì)算恢復(fù)一個(gè)灰色的數(shù)據(jù)點(diǎn)。計(jì)算過程也可以加入其它相鄰幀的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如虛線箭頭所示的計(jì)算方式，加入了另外四個(gè)來自相鄰幀的應(yīng)采集數(shù)據(jù)。當(dāng)灰色數(shù)據(jù)恢復(fù)完畢后，如圖17 (b)所示。圖17(b)為第三幀內(nèi)k空間數(shù)據(jù)恢復(fù)示意圖，恢復(fù)的數(shù)據(jù)為灰色點(diǎn)所示，因?yàn)槠浼铀僖蜃訛?，第三幀相鄰的第二幀和第四幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗y方向，所以恢復(fù)得到的灰色數(shù)據(jù)點(diǎn)在ky方向上連續(xù)，每四行恢復(fù)一行數(shù)據(jù)。其他奇數(shù)幀按照同樣的方法進(jìn)行恢復(fù)，恢復(fù)完成的k空間數(shù)據(jù)同樣如圖17 (b)第三幀k空間數(shù)據(jù)分布，所以在所有的奇數(shù)幀中均存在如圖17 (b)中虛線框所示的結(jié)構(gòu)。其利用相鄰幀數(shù)據(jù)恢復(fù)單`幀內(nèi)數(shù)據(jù)的具體過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，這里不再贅述。在奇數(shù)幀內(nèi)利用數(shù)據(jù)恢復(fù)之后這樣的結(jié)構(gòu)可以計(jì)算出奇數(shù)幀的線圈合并系數(shù)，然后利用這個(gè)合并系數(shù)，即可恢復(fù)白色空點(diǎn)的數(shù)據(jù)，偶數(shù)幀計(jì)算過程同理。
[0062]本實(shí)施例中，在利用與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)之后，執(zhí)行由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)。圖18為實(shí)施例二中由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)的流程示意圖。其包括以下步驟:
步驟S1801，將單幀數(shù)據(jù)分離為兩個(gè)數(shù)據(jù)組，數(shù)據(jù)組之間數(shù)據(jù)采集方向不同；
步驟S1802，通過所述待填補(bǔ)數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)數(shù)據(jù)組采集方向不同的其他數(shù)據(jù)組內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)數(shù)據(jù)組的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)；
步驟S1803，基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)數(shù)據(jù)組的線圈合并系數(shù)；
其步驟S1802還包括:
步驟S1802a，根據(jù)所述待填補(bǔ)數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)分布確定該數(shù)據(jù)組線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定一個(gè)數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置；
步驟S1802b，對(duì)于其他數(shù)據(jù)組內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)采集方向拼接，得到所述待填補(bǔ)數(shù)據(jù)組的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。
[0063]上述步驟與實(shí)施例一中步驟S401、S402類似，區(qū)別之處主要在于步驟S1801，這里是將一幀數(shù)據(jù)中存在的兩個(gè)采集方向不同的數(shù)據(jù)分離成兩個(gè)數(shù)據(jù)組，而實(shí)施例一中由于待填補(bǔ)幀和其他幀數(shù)據(jù)采集方向不同，因此待填補(bǔ)幀和其他幀相當(dāng)于各為一組，不需要另外分組。之后的計(jì)算過程可參見實(shí)施例一，本實(shí)施例在步驟S1802和S1803中與實(shí)施例一的步驟S401和S402區(qū)別之處在于用數(shù)據(jù)組的概念替換了幀的概念，所以本實(shí)施例可以由一幀k空間中的數(shù)據(jù)同時(shí)計(jì)算得到橫向和縱向的線圈合并系數(shù)，進(jìn)而用于計(jì)算填補(bǔ)本幀內(nèi)欠采集數(shù)據(jù)，或其他幀欠采集數(shù)據(jù)。
[0064]與實(shí)施例一類似，數(shù)據(jù)采集時(shí)其采集方向不必為kx或ky方向，各幀數(shù)據(jù)加速因子不必相同，且單幀內(nèi)數(shù)據(jù)可為不均勻分布。當(dāng)各幀k空間數(shù)據(jù)在采集時(shí)存在多個(gè)采集方向且采集方向不為kx或ky方向，此時(shí)在單幀內(nèi)恢復(fù)后的k空間數(shù)據(jù)采集方向同樣不為kx或ky方向，則同樣按照采集方向不同，分成各數(shù)據(jù)組，計(jì)算線圈合并系數(shù)以及欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行欠采集數(shù)據(jù)填補(bǔ)，其具體方法與實(shí)施例一類似，在此不再贅述。本實(shí)施例基于上述方法，還提供了一種磁共振k空間重建裝置，如圖19所示，其在實(shí)施例一提供的磁共振k空間重建裝置基礎(chǔ)上，該磁共振k空間裝置的計(jì)算單元102部分還包括了數(shù)據(jù)恢復(fù)單元1023，適于利用與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)；計(jì)算子單元1024，由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)。其計(jì)算子單元的工作方式與實(shí)施例一中的計(jì)算單元工作方式類似，只是由數(shù)據(jù)組的概念替換了幀的概念，在此不再贅述。
[0065]本實(shí)施例還提供了一種磁共振成像裝置，包括上述的磁共振k空間重建裝置，由所述磁共振k空間重建裝置計(jì)算得到所有幀的k空間數(shù)據(jù)后，還包括變換單元，與所述磁共振k空間重建裝置相連，適于將重建后的k空間變換到圖像域以獲得圖像。
`[0066]本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁共振k空間重建方法，其特征在于，包括以下步驟: 在成像區(qū)域連續(xù)采集多幀k空間數(shù)據(jù)，其中至少有兩幀數(shù)據(jù)采集方向不同； b.所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)； c.根據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)； d.按照上述步驟計(jì)算得到所有幀的完整k空間數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁共振k空間重建方法，其特征在于，所述步驟a中，任意一幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方向與其相鄰幀中至少一幀的數(shù)據(jù)采集方向相互垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的磁共振k空間重建方法，其特征在于，所述步驟a中，所有奇數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所有偶數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所述奇數(shù)幀與偶數(shù)幀的數(shù)據(jù)采集方向垂直。
4.如權(quán)利要求3所述的磁共振k空間重建方法，其特征在于，所述奇數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗y方向,所述偶數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗x方向。
5.如權(quán)利要求3所述磁共振k空間重建方法，其特征在于，所述步驟b中，由所述待填補(bǔ)幀內(nèi)數(shù)據(jù)和與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的磁共振k空間重建方法，其特征在于，所述步驟b包括以下步驟:` 通過所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)； 基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的磁共振k空間重建方法，其特征在于，所述通過待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)包括: 根據(jù)所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布確定該幀線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定一個(gè)數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置； 對(duì)于其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該幀的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接,得到所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求3所述的磁共振k空間重建方法，其特征在于，所述步驟b包括以下步驟: 利用與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)； 由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)。
9.一種磁共振圖像重建方法,其特征在于,包括權(quán)利要求1-8所述的磁共振k空間重建方法，并在完成k空間重建后，將k空間數(shù)據(jù)變換到圖像域以獲得圖像。
10.如權(quán)利要求9所述的磁共振圖像重建方法，其特征在于，所述變換為傅里葉變換。
11.一種磁共振k空間重建裝置，其特征在于，包括:采集單元，適于在成像區(qū)域連續(xù)采集多幀k空間數(shù)據(jù)，其中至少有兩幀數(shù)據(jù)采集方向不同； 計(jì)算單元，適于在所述多幀數(shù)據(jù)中，將任意一幀作為待填補(bǔ)幀，由待填補(bǔ)幀內(nèi)數(shù)據(jù)和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他幀采集到的數(shù)據(jù)確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)； 填補(bǔ)單元，適于根據(jù)所述線圈合并系數(shù)計(jì)算所述待填補(bǔ)幀中的欠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)，得到所述待填補(bǔ)幀的完整k空間數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的磁共振k空間重建裝置，其特征在于，所述采集單元采集的多幀k空間數(shù)據(jù)，其中任意一幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方向與其相鄰幀中至少一幀的數(shù)據(jù)采集方向相互垂直。
13.如權(quán)利要求11所述的磁共振k空間重建裝置，其特征在于，所述采集單元采集的多幀k空間數(shù)據(jù)，所有奇數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所有偶數(shù)幀數(shù)據(jù)為同一采集方向，所述奇數(shù)幀與偶數(shù)幀的數(shù)據(jù)采集方向垂直。
14.如權(quán)利要求13所述的磁共振k空間重建裝置，其特征在于，所述采集單元采集的多幀k空間數(shù)據(jù)，所述奇數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗y方向，所述偶數(shù)幀數(shù)據(jù)采集方向?yàn)閗x方向。
15.如權(quán)利要求13所述的磁共振k空間重建裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元，適于由待填補(bǔ)幀內(nèi)數(shù)據(jù)和與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
16.如權(quán) 利要求11至15任一項(xiàng)所述的磁共振k空間重建裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括: 第一確定單元，適于通過待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布和與所述待填補(bǔ)幀采集方向不同的其他數(shù)據(jù)幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，確定所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)； 第二確定單元，適于基于所述第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的磁共振k空間重建裝置，其特征在于，所述第一確定單元包括: 第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定單元，適于根據(jù)待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)分布確定該幀線圈合并系數(shù)的第二計(jì)算結(jié)構(gòu)，并以所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)窗口以及與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)的位置； 第一計(jì)算結(jié)構(gòu)確定單元，適于對(duì)于所述其他幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，按該幀的數(shù)據(jù)采集方向滑動(dòng)所述數(shù)據(jù)窗口，將所述數(shù)據(jù)窗口中與所述第二計(jì)算結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)沿所述待填補(bǔ)幀的數(shù)據(jù)采集方向拼接，得到所述待填補(bǔ)幀的線圈合并系數(shù)的第一計(jì)算結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求13所述的磁共振k空間重建裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括: 數(shù)據(jù)恢復(fù)單元，適于利用與待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)采集方向垂直的相鄰幀數(shù)據(jù)對(duì)待填補(bǔ)幀的欠采集數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)； 計(jì)算子單元，由恢復(fù)后的待填補(bǔ)幀數(shù)據(jù)計(jì)算線圈合并系數(shù)。
19.一種磁共振成像裝置，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求11-18所述的磁共振k空間重建裝置，由所述磁共振k空間重建裝置計(jì)算得到所有幀的完整k空間數(shù)據(jù)； 變換單元，適于將重建后的k空間數(shù)據(jù)變換到圖像域以獲得圖像。
【文檔編號(hào)】G01R33/54GK103860173SQ201210534621
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月12日
【發(fā)明者】翟人寬 申請(qǐng)人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司