平行成像加速參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 下文總體上涉及醫(yī)學(xué)成像。其具體結(jié)合磁共振成像獲得應(yīng)用，并且特別參考磁共 振成像進(jìn)行描述。然而，將要理解的是，其也在其他場(chǎng)景使用而不必限制于上述應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在利用平行成像的3維（3-D)磁共振（MR)掃描或利用在切片方向的平行成像的 多切片掃描中，使用具有多個(gè)線圈元件和/或線圈陣列的局部線圈和/或全身線圈。例如， 全身線圈可以包括平行操作的8、16、32等個(gè)線圈元件。線圈元件提供用于重建圖像的交疊 的空間信息。取決于掃描的幾何配置和在掃描中使用的線圈的設(shè)計(jì)，方向不同，平行成像的 性能不同。
[0003] 針對(duì)每個(gè)掃描，操作者可以選擇針對(duì)一個(gè)或多個(gè)編碼方向（諸如切片編碼方向、 相位編碼方向或頻率編碼方向）的加速因子。加速因子通過(guò)減小共振激勵(lì)和充分采樣k空 間所需要的采樣周期來(lái)減小掃描的時(shí)間。加速的量通常稱為減小因子，其中，R= 1是指沒(méi) 有減小，R= 2是指減小了因子2等。編碼方向可以包括，例如，一個(gè)或多個(gè)相位編碼方向、 讀取方向或切片方向。減小因子可以是分?jǐn)?shù)或者是整數(shù)。例如，減小因子可以包括1、8/7、 4/3、l. 5、8/5、2、2. 5、8/3、3、3. 5、4等。差的或不正確的選擇導(dǎo)致低的信噪比（SNR)，而低的 SNR導(dǎo)致差的圖像質(zhì)量。對(duì)減小因子的差的或不正確的選擇只有在掃描完成和結(jié)果圖像被 查看之后才被操作者意識(shí)到。另外，各個(gè)加速因子的量提供了針對(duì)每個(gè)掃描重復(fù)的復(fù)雜的 設(shè)置，這使得系統(tǒng)不友好并且操作者錯(cuò)誤的可能性很大。
[0004] 其他方法包括選擇線圈元件的"最優(yōu)"集合來(lái)執(zhí)行對(duì)給定的感興趣區(qū)域的MR掃 描。選擇線圈元件的最優(yōu)集合的過(guò)程包括調(diào)查掃描或預(yù)掃描，其可以提供噪聲信息。備選 地，對(duì)象的先前掃描可以提供噪聲?目息。
[0005] 下文公開了新的且改進(jìn)的對(duì)平行加速參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化，其解決了上面提到的問(wèn) 題，以及其他問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)一個(gè)方面，平行磁共振成像系統(tǒng)包括具有多個(gè)線圈元件的至少一個(gè)射頻（RF) 線圈、智能選擇單元、平行成像參數(shù)單元以及序列控制。智能選擇單元，根據(jù)利用所述至少 一個(gè)RF線圈的對(duì)對(duì)象預(yù)掃描或先前掃描，構(gòu)建信號(hào)圖和基于沿著一個(gè)或多個(gè)減小方向的 減小因子的不同集合的多個(gè)噪聲圖。平行成像參數(shù)單元選擇與優(yōu)化信噪比（SNR)和掃描速 度的噪聲圖相對(duì)應(yīng)的減小因子的一個(gè)集合。序列控制基于所選擇的減小因子來(lái)執(zhí)行對(duì)對(duì)象 的磁共振成像掃描。
[0007] 根據(jù)另一方面，平行磁共振成像的方法包括根據(jù)對(duì)對(duì)象的預(yù)掃描基于接收到的總 體減小因子來(lái)構(gòu)建信號(hào)圖和多個(gè)噪聲圖，每個(gè)噪聲圖基于沿著一個(gè)或多個(gè)減小方向的減小 因子的不同集合而被確定。選擇與滿足信噪比（SNR)標(biāo)準(zhǔn)和掃描速度標(biāo)準(zhǔn)的噪聲圖相對(duì)應(yīng) 的減小因子。基于所選擇的減小因子來(lái)執(zhí)行對(duì)對(duì)象的磁共振成像掃描。
[0008] 根據(jù)另一方面，平行磁共振成像系統(tǒng)包括具有多個(gè)線圈元件的至少一個(gè)RF線圈、 用戶接口和一個(gè)或多個(gè)處理器。用戶接口接收最小圖像質(zhì)量和/或生成圖像數(shù)據(jù)的最大時(shí) 間中的至少一個(gè)。一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為根據(jù)利用所述至少一個(gè)RF線圈的對(duì)對(duì)象預(yù) 掃描或先前掃描，構(gòu)建信號(hào)圖和針對(duì)沿著一個(gè)或多個(gè)減小方向的多個(gè)減小因子中的每個(gè)的 多個(gè)噪聲圖。所述一個(gè)或多個(gè)處理器還被配置為選擇減小因子，其生成具有至少接收到的 最小圖像質(zhì)量和/或在接收到的最大時(shí)間內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，并且使得成像系統(tǒng)基于所選擇的 減小因子來(lái)執(zhí)行對(duì)對(duì)象的磁共振成像掃描。
[0009] -個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減小了要被選擇的參數(shù)的數(shù)量。
[0010] 另一優(yōu)點(diǎn)存在于基于諸如總體減小因子、最小信噪比（SNR)等可量化的參數(shù)來(lái)自 動(dòng)選擇優(yōu)化的編碼方向和/或減小因子。
[0011]另一優(yōu)點(diǎn)存在于使用從常規(guī)線圈調(diào)查掃描獲得的信息，其包括線圈敏感度信息和 線圈的患者負(fù)載，以用于優(yōu)化編碼方向和/或減小因子。
[0012] 另一優(yōu)點(diǎn)存在于簡(jiǎn)化用戶接口。
[0013] 在閱讀和理解以下的詳細(xì)說(shuō)明之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到再其他的優(yōu) 點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 本發(fā)明可以采取各種部件和各部件布置以及各種步驟和各步驟安排的形式。附圖 僅用于說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明。
[0015] 圖1示意性地示出了對(duì)平行加速參數(shù)的進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化的系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0016] 圖2是智能選擇處理的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0017] 圖3是對(duì)平行加速參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化的一種方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 參考圖1，示意性地示出了對(duì)平行加速參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化的系統(tǒng)1的實(shí)施例。系統(tǒng) 1包括諸如水平膛掃描器、開放系統(tǒng)、C型掃描器等的MR掃描器2。掃描器包括定義檢查區(qū) 域的開口或膛，對(duì)象4被放置于所述檢查區(qū)域中以進(jìn)行成像。MR掃描器2包括主磁體6、一 個(gè)或多個(gè)梯度線圈8和多線圈元件、全身射頻（RF)線圈10。主磁體6可以包括超導(dǎo)線圈 或常導(dǎo)線圈，并且產(chǎn)生靜態(tài)B。場(chǎng)，例如水平靜態(tài)場(chǎng)或垂直靜態(tài)場(chǎng)。梯度線圈應(yīng)用磁場(chǎng)梯度 來(lái)對(duì)對(duì)象組織中的共振進(jìn)行方向性編碼，并且產(chǎn)生梯度回波。方向性編碼可以定義相位編 碼方向、準(zhǔn)備方向、切片編碼方向等。在三維（3D)掃描中，梯度線圈通常在正交于讀取方向 的兩個(gè)正交方向進(jìn)行相位編碼，而不是定義和重建2D圖像的堆疊。掃描器2可以包括一個(gè) 或多個(gè)局部RF線圈12,諸如軀干線圈、頭線圈、前列腺線圈、腿線圈等。全身RF線圈8和/ 或局部RF線圈12包括具有多個(gè)線圈元件或線圈陣列的至少一個(gè)線圈，其基于諸如敏感度 編碼（SENSE)的平行成像技術(shù)提供平行成像。全身RF線圈和/或局部RF線圈生成RF脈 沖，所述RF脈沖引起和操控對(duì)象4組織中的磁共振。全身RF線圈和/或局部線圈根據(jù)共 振衰變接收RF信號(hào)作為磁共振數(shù)據(jù)，所述磁共振數(shù)據(jù)被傳送到RF接收器14。線圈元件或 陣列可以單獨(dú)地或可選擇地發(fā)送或接收組以提供所選擇的發(fā)送和/或接收減小因子。
[0019] 系統(tǒng)1包括序列控制器16,其控制對(duì)諸如Tl掃描、T2?3描等的成像掃描、預(yù)掃描 和/或線圈調(diào)查掃描的操作。線圈調(diào)查掃描或預(yù)掃描可以包括例如梯度回波或快速場(chǎng)回波 (FFE)序列。線圈調(diào)查掃描或預(yù)掃描使用k空間的笛卡爾采樣或六邊形采樣。在一個(gè)實(shí)施 例中，采樣可以包括對(duì)k空間的壓縮平行采樣或感測(cè)采樣。序列控制器16控制RF發(fā)射器 單元18和梯度控制器20, RF發(fā)射器單元18控制對(duì)全身RF線圈10和/或局部RF線圈12 的操作，梯度控制器20控制對(duì)梯度線圈8的操作。RF發(fā)射器單元18被布置為獨(dú)立地驅(qū)動(dòng) 線圈元件或陣列，例如利用多個(gè)發(fā)射器?？刂茊卧蛯?duì)應(yīng)線圈之間的通信可以是無(wú)線的或 有線的。
[0020] 系統(tǒng)1包括用戶接口 22、智能選擇單元24、信噪比確定單元26和平行成像參數(shù)單 元28。用戶接口被適當(dāng)?shù)貙?shí)施在工作站36中，被配置為與醫(yī)療保健從業(yè)者或掃描器2的操 作者進(jìn)行交互，諸如接收總體減小因子、最小SNR、最大掃描時(shí)間等，顯示加速因子以便操作 者審查等。工作站36包括電子處理器或電子處理設(shè)備30、顯示設(shè)備32以及至少一個(gè)輸入 設(shè)備34。顯示設(shè)備32顯示菜單、面板和用戶控制，而輸入設(shè)備34接收來(lái)自醫(yī)療保健醫(yī)師的 輸入，包括總體減小因子或加速因子或最小SNR。輸入設(shè)備也接收命令以開始預(yù)掃描或線圈 調(diào)查掃描。工作站36可以是桌上計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、平板電腦、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、智能手機(jī) 等。顯示設(shè)備30可以包括計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、觸摸屏、陰極射線管（CRT)、存儲(chǔ)管、平面直角顯 示器、發(fā)光二極管（LED)顯示器、電致發(fā)光（ELD)顯示器、等離子顯示板（PDP)、液晶顯示器 (IXD)、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED)、投影儀等。輸入設(shè)備32可以是鍵盤、鼠標(biāo)、麥克風(fēng)等。
[0021] 智能選擇單元24從RF接收器14接收線圈調(diào)查數(shù)據(jù)并且將調(diào)查數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器38中。存儲(chǔ)器可以是諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，或者諸如硬盤、盤陣 列、固態(tài)存儲(chǔ)器等盤存儲(chǔ)器。智能選擇單元生成滿足接收到的總體減小因子和/或最小SNR 的多個(gè)減小因子。減小因子包括相位編碼。例如，總體減小因子4可以包括減小因子（4x 1)、（3. 5x 8/7)、（2. 5x 8/5)、（2x 2)、（1.5x 8/3)、（lx 4)等。針對(duì)被編碼方向的減小因 子的乘積近似于總體減小因子的值。這些值是基于粗網(wǎng)格的離散的值，其可以在迭代中被 進(jìn)一步細(xì)化。智能選擇單元構(gòu)建信號(hào)圖40和多個(gè)噪聲圖42。
[0022] SNR確定單元計(jì)算針對(duì)不同方向的不同平行減小因子的SNR。SNR通過(guò)信號(hào)圖除 以噪聲圖中的一個(gè)來(lái)確定，其提供針對(duì)每個(gè)體素的SNR值。SNR由體積的平均來(lái)確定，例如
其中N是體素的數(shù)量，而snr(r)是第r個(gè)體素的信噪比（SNR)。預(yù)期 計(jì)算平均SNR或從噪聲圖獲得標(biāo)準(zhǔn)的其他方法。在一個(gè)實(shí)施例中，