磁共振片層層面加速方法磁共振成像裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)一種用于磁共振的片層層面加速方法和磁共振成像裝置。
【技術(shù)背景】
[0002]在磁共振成像技術(shù)中，成像的速度是衡量成像方法的一個(gè)很重要標(biāo)準(zhǔn)。限制成像速度的很重要因素是數(shù)據(jù)采集及k空間填充。一般的數(shù)據(jù)采集方式要采滿k空間數(shù)據(jù)，然后才能進(jìn)行重建得到圖像。磁共振并行采集重建技術(shù)，是利用線圈重組合并的方式，對(duì)欠采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)，利用填補(bǔ)完整的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行重建。利用這樣的方式，可以根據(jù)需求，只采集一部分k空間數(shù)據(jù)，不必采滿整個(gè)k空間。利用這樣的方法可以大大加快成像的速度。
[0003]比較常用的并行重建方法之一是GRAPPA。傳統(tǒng)的GRAPPA算法如圖1，黑色實(shí)點(diǎn)代表為實(shí)際采集的k空間數(shù)據(jù)；白色空點(diǎn)為欠采樣需要填補(bǔ)的數(shù)據(jù)；灰色實(shí)點(diǎn)表示為了計(jì)算線圈合并參數(shù)，而適量全采的數(shù)據(jù)。GRAPPA算法認(rèn)為，圖中任意一個(gè)空心點(diǎn)可以表示為周圍黑色實(shí)點(diǎn)的線性疊加，相當(dāng)于對(duì)多個(gè)線圈的數(shù)據(jù)進(jìn)行了合并。而合并系數(shù)ni j (第i個(gè)線圈，第j個(gè)位置，如圖1)可以通過黑色的實(shí)點(diǎn)擬合灰色點(diǎn)來確定。系數(shù)確定后其他白色空點(diǎn)即可根據(jù)求得的合并參數(shù)將線圈合并填補(bǔ)空白數(shù)據(jù)。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)層面內(nèi)部加速。
[0004]另外一種方法叫做CAIPIRINHA，這種方法靠實(shí)現(xiàn)多片層同時(shí)激發(fā)，然后根據(jù)并利用相位循環(huán)的機(jī)制，將不同片層的圖像錯(cuò)開，得到優(yōu)化的敏感度疊加，然后利用額外的線圈敏感度信息(需要校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集)，將不同層面進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)加速。
[0005]然而，兩種方法結(jié)合時(shí)，需要采集大量的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，來實(shí)現(xiàn)層面內(nèi)以及層面間的分離。如圖2所示黑色實(shí)點(diǎn)表示需要采集的數(shù)據(jù)，由于需要另外采集線圈敏感度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所以增加了采集數(shù)據(jù)的時(shí)間。
[0006]因此，確有必要提供一種改進(jìn)的磁共振片層層面加速方法和磁共振成像裝置，以克服上述磁共振片層層面加速方法和磁共振成像裝置中存在的缺陷。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種通過采集校準(zhǔn)數(shù)據(jù)線的策略，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的高效使用，使得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的采集量得到減少，從而減少采集的總時(shí)間。
[0008]本發(fā)明的磁共振片層層面加速方法是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種磁共振片層層面加速方法，其包括如下步驟:
[0009]步驟1，以CAIPIRINHA方式采集數(shù)據(jù)，其中，該數(shù)據(jù)包括η個(gè)虛擬層面數(shù)據(jù)；
[0010]步驟2，計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，在該區(qū)域內(nèi)，至少有一個(gè)虛擬層面全采樣，其余的虛擬層面至少采集一條數(shù)據(jù)線，其中，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是虛擬層面數(shù)據(jù)的一部分；
[0011 ] 步驟3，至少有一個(gè)虛擬層面可以通過層面內(nèi)并行采集加速的方式填充完整或者全采樣；
[0012]步驟4，根據(jù)至少一個(gè)虛擬層面內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)算非校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)的其它層面的數(shù)據(jù)；
[0013]步驟5，各個(gè)虛擬層面根據(jù)原始的相位循環(huán)機(jī)制，將真實(shí)層面解出；
[0014]步驟6，將每個(gè)真實(shí)層面數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)重建處理，變換到圖像域，得到最終各層面圖像。
[0015]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)的方法為:建立映射關(guān)系A(chǔ)*Nnl = B，*為卷積運(yùn)算；其中A為虛擬層面I的數(shù)據(jù)，B為虛擬層面η的目標(biāo)數(shù)據(jù)，Nnl為映射系數(shù)；利用映射系數(shù)Nnl將所有虛擬層面校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域欠采樣部分補(bǔ)充完畢。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，計(jì)算非校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)的其它層面的數(shù)據(jù)的方法為:對(duì)于某個(gè)已經(jīng)填充完整的虛擬層面，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，建立該虛擬層面到其余層面的映射，得到映射系數(shù)Ν23?Νη3 ;根據(jù)Ν23?Νη3以及映射關(guān)系，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整所有的虛擬層面。
[0017]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，η層為2層。
[0018]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，任一虛擬層面上的數(shù)據(jù)是由如下方式組成的:任兩個(gè)相鄰相位編碼處的數(shù)據(jù)其中一個(gè)是由兩個(gè)真實(shí)層面在該相位編碼處的數(shù)據(jù)相加，另一個(gè)是由兩個(gè)真實(shí)層面在該相位編碼處的數(shù)據(jù)相減而得到。
[0019]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，相鄰兩個(gè)虛擬層面上的數(shù)據(jù)是由如下方式組成的:任兩個(gè)上下方向相鄰相位編碼處的數(shù)據(jù)其中一個(gè)是由兩個(gè)真實(shí)層面在該相位編碼處的數(shù)據(jù)相加，另一個(gè)是由兩個(gè)真實(shí)層面在該相位編碼處的數(shù)據(jù)相減而得到。
[0020]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，(Al+A2)/2 = BI, (Α2_Α1)/2 = B2，其中，Al為虛擬層面I的數(shù)據(jù)，A2為虛擬層面2的數(shù)據(jù)，BI為實(shí)際層面I的數(shù)據(jù)，B2為實(shí)際層面2的數(shù)據(jù)。
[0021]本發(fā)明的磁共振成像裝置是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種磁共振成像裝置，其包括:
[0022]采集模塊，被配置為以CAIPIRINHA方式采集數(shù)據(jù)，其中，該數(shù)據(jù)包括η個(gè)虛擬層面數(shù)據(jù)；
[0023]校準(zhǔn)模塊，被配置為計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，在該區(qū)域內(nèi)，至少有一個(gè)虛擬層面全采樣，其余的虛擬層面至少采集一條數(shù)據(jù)線；其中，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是虛擬層面數(shù)據(jù)的一部分，至少有一個(gè)虛擬層面可以通過層面內(nèi)并行采集加速的方式填充完整或者全采樣；根據(jù)至少一個(gè)虛擬層面內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)算非校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)的其它層面的數(shù)據(jù)；
[0024]計(jì)算模塊，被配置為各個(gè)虛擬層面根據(jù)原始的相位循環(huán)機(jī)制，將真實(shí)層面解出；
[0025]重建模塊，被配置為將每個(gè)真實(shí)層面數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)重建處理，變換到圖像域，得到最終各層面圖像。
[0026]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述虛擬層面為兩層。
[0027]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，任一虛擬層面上的數(shù)據(jù)是由如下方式組成的:任兩個(gè)相鄰相位編碼處的數(shù)據(jù)其中一個(gè)是由兩個(gè)真實(shí)層面在該相位編碼處的數(shù)據(jù)相加，另一個(gè)是由兩個(gè)真實(shí)層面在該相位編碼處的數(shù)據(jù)相減而得到。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的的磁共振片層層面加速方法和磁共振成像裝置可以實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的高效使用，使得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的采集量得到減少，從而減少采集的總時(shí)間。
【【附圖說明】】
[0029]圖1是傳統(tǒng)的GRAPPA算法的示意圖。
[0030]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中GRAPPA算法和CAIPIRINHA算法結(jié)合后的示意圖。
[0031]圖3是本發(fā)明磁共振片層層面加速方法的示意圖。
[0032]圖4a是計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)部分第一虛擬層面到第二虛擬層面的映射系數(shù)NI的示意圖。
[0033]圖4b是通過映射系數(shù)NI計(jì)算另一層的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的示意圖。
[0034]圖5a是計(jì)算虛擬層面2到虛擬層面I的映射系數(shù)N3的示意圖。
[0035]圖5b是通過映射系數(shù)N3計(jì)算另一層的數(shù)據(jù)的示意圖。
[0036]圖6是本發(fā)明通過虛擬層面計(jì)算實(shí)際層面的示意圖。
[0037]圖7是本發(fā)明獲得的圖像和傳統(tǒng)方案獲得的圖像的對(duì)比圖。
[0038]圖8是本發(fā)明的磁共振成像裝置的模塊圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0039]本發(fā)明的磁共振片層層面加速方法是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種磁共振片層層面加速方法，其包括如下步驟:
[0040]步驟1，以CAIPIRINHA方式采集數(shù)據(jù)，其中，該數(shù)據(jù)包括η個(gè)虛擬層面數(shù)據(jù)；
[0041 ] 步驟2，計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，在該區(qū)域內(nèi)，至少有一個(gè)虛擬層面全采樣，其余的虛擬層面至少采集一條數(shù)據(jù)線，其中，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是虛擬層面數(shù)據(jù)的一部分。其中，建立映射關(guān)系A(chǔ)*Nnl = B，*為卷積運(yùn)算，A為虛擬層面I的數(shù)據(jù)，B為虛擬層面η的目標(biāo)數(shù)據(jù)，Nnl為映射系數(shù)。利用映射系數(shù)Nnl將所有虛擬層面校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域欠采樣部分補(bǔ)充完畢。在本實(shí)施方式中，校準(zhǔn)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)層數(shù)和虛擬層面的數(shù)據(jù)層數(shù)相同，且在縱向上的各層的數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)。
[0042]步驟3，至少有一個(gè)虛擬層面可以通過層面內(nèi)并行采集加速的方式填充完整或者全采樣，其中，該并行采集加速方法為現(xiàn)有技術(shù)中的GRAPPA等方法；
[0043]步驟4，根據(jù)至少一個(gè)虛擬層面內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)算非校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)的其它層面的數(shù)據(jù)。其中，對(duì)于某個(gè)已經(jīng)填充完整的虛擬層面，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，建立該虛擬層面到其余層面的映射，得到映射系數(shù)Ν23?Νη3 ;根據(jù)Ν23?Νη3以及映射關(guān)系，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)補(bǔ)充