專利名稱：磁共振動態(tài)成像方法
磁共振動態(tài)成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振，尤其是磁共振動態(tài)成像方法。
背景技術(shù)：
磁共振動態(tài)成像是醫(yī)療診斷中經(jīng)常會使用到的一種技術(shù)。由于組織或臟器的運(yùn) 動，磁共振設(shè)備在成像的過程中將會產(chǎn)生偽影，使圖像變得模糊，從而降低了圖像的分 辨率及診斷價(jià)值。傳統(tǒng)的門控監(jiān)測技術(shù)假定待測物體運(yùn)動軌跡周期性重復(fù)，因而可先通過監(jiān)護(hù)儀 測量出待測物體的運(yùn)動周期，然后，在待測物體運(yùn)動周期中任一周期性重復(fù)的點(diǎn)上進(jìn)行 間斷式磁共振掃描，直到掃描序列完成，獲得清晰無偽影的圖像。因?yàn)檫@種方法是假定待測物體運(yùn)動軌跡周期性重復(fù)的基礎(chǔ)上提出的，但實(shí)際 上，組織或臟器在不同的運(yùn)動周期內(nèi)，運(yùn)動軌跡并不完全重疊，因此，該方法獲得的圖 像依然存在偽影。同時，磁共振掃描在上一次掃描完畢后，必須等待下一個運(yùn)動周期的 到來，才能進(jìn)行下一次的掃描，因此，掃描序列完成的時間被延長了。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供成像速度快，成像效果好的磁共振動態(tài)成像方法。一種磁 共振動態(tài)成像方法，包括以下步驟射頻線圈掃描整個視野，采樣獲得第一圖像信號， 根據(jù)所述第一圖像信號重建第一圖像；根據(jù)所述第一圖像、第二圖像、第三圖像之間的 關(guān)系降低所述第二圖像及所述第三圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第二圖像的采樣 率掃描采樣，獲得第二圖像信號，所述射頻線圈按所述第三圖像的采樣率掃描采樣，獲 得第三像信號，根據(jù)第二圖像信號及第三圖像信號重建所述第二圖像、第三圖像；根據(jù) 第四圖像前重建的圖像與所述第四圖像的關(guān)系降低所述第四圖像的采樣率，所述射頻線 圈按所述第四圖像的采樣率掃描采樣，獲得第四圖像信號，根據(jù)第四圖像信號修正所述 第三圖像及重建所述第四圖像。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述射頻線圈掃描整個視野，采樣獲得第一圖像信號， 根據(jù)所述第一圖像信號重建第一圖像的步驟包括如下步驟采樣獲得第一圖像信號；根 據(jù)所述第一圖像信號構(gòu)建關(guān)于第一圖像的目標(biāo)函數(shù)；對所述第一圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu) 化求解；根據(jù)所得解重建所述第一圖像。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一圖像、第二圖像、第三圖像之間的關(guān) 系降低所述第二圖像及所述第三圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第二圖像的采樣率 掃描采樣，獲得第二圖像信號，所述射頻線圈按所述第三圖像的采樣率掃描采樣，獲得 第三像信號，根據(jù)第二圖像信號及第三圖像信號重建所述第二圖像、第三圖像的步驟包 括如下步驟采樣獲得所述第二圖像信號及所述第三圖像信號；根據(jù)所述第二圖像信 號、所述第三圖像信號構(gòu)建關(guān)于所述第二圖像及所述第三圖像的目標(biāo)函數(shù)；對關(guān)于所述 第二圖像及所述第三圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解；根據(jù)所得解重建所述第二圖像、第三圖像。在優(yōu) 選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)第四圖像前重建的圖像與所述第四圖像的關(guān)系 降低所述第四圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第四圖像的采樣率掃描采樣，獲得第 四圖像信號，根據(jù)第四圖像信號修正所述第三圖像及重建所述第四圖像的步驟包括如下 步驟采樣獲得所述第四圖像信號；根據(jù)所述第三圖像信號、第四圖像信號構(gòu)建關(guān)于所 述第三圖像及所述第四圖像的目標(biāo)函數(shù)；對所述第三圖像及所述第四圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn) 行優(yōu)化求解；根據(jù)所得解修正所述第三圖像及重建所述第四圖像。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)第四圖像前重建的圖像與所述第四圖像的關(guān)系 降低所述第四圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第四圖像的采樣率掃描采樣，獲得第 四圖像信號，根據(jù)第四圖像信號修正所述第三圖像及重建所述第四圖像的步驟包括如下 步驟采樣獲得所述第四圖像信號；根據(jù)所述第三圖像、第四圖像信號構(gòu)建關(guān)于所述第 三圖像及所述第四圖像的目標(biāo)函數(shù)；對所述第三圖像及所述第四圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu) 化求解；根據(jù)所得解修正所述第三圖像及重建所述第四圖像。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第四圖像前重建的圖像為所述第二圖像。上述磁共振動態(tài)成像方法通過已重建的第一圖像降低第二圖像、第三圖像的采 樣率，再通過第二圖像信號及第三圖像信號重建第二圖像及第三圖像，然后通過第四圖 像前重建的圖像降低第四圖像的采樣率，再通過第四圖像信號修正第三圖像及重建第四 圖像，從而達(dá)到既減少掃描時間，又保證了成像圖像的效果。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述射頻線圈為單個線圈。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述射頻線圈為由多個線圈陣列組成的相控陣線圈。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括如下步驟獲取所述相控陣線圈內(nèi)的各個線圈的 敏感度函數(shù)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述獲取所述相控陣線圈內(nèi)的各個線圈的敏感度函數(shù)的 步驟包括如下步驟預(yù)掃描整個視野，所述相控陣線圈內(nèi)各個線圈分別得到一幀復(fù)合圖 像；計(jì)算這些復(fù)合圖像各自的平方圖像，對所有的平方圖像求平均后開平方，獲得一幀 平方根圖像；對所述平方根圖像的每個像素點(diǎn)的敏感度值進(jìn)行擬合優(yōu)化，獲得每個線圈 的敏感度函數(shù)。上述磁共振動態(tài)成像方法，采用了多個線圈并行成像，以空間的重復(fù)換取時間 的縮短及在基于采樣的對象緩慢變換的先驗(yàn)知識下，通過已重建的第一圖像降低第二圖 像、第三圖像的采樣率，再通過第二圖像信號及第三圖像信號重建第二圖像及第三圖 像，然后通過第四圖像前重建的圖像降低第四圖像的采樣率，再通過第四圖像信號修正 第三圖像及重建第四圖像，從而達(dá)到既減少掃描時間，又保證了成像圖像的效果。

圖1為實(shí)施例一中的磁共振動態(tài)成像流程圖；圖2為實(shí)施例一中的重建第一圖像流程圖；圖3為實(shí)施例一中的k_空間徑向采樣圖；圖4為實(shí)施例一中的k_空間相位向變密度非均勻采樣圖；圖5為實(shí)施例一中的重建第二、第三圖像流程圖6為實(shí)施例一中的通過第三圖像信號、第四圖像信號修正第三圖像、重建第 四圖像流程圖；圖7為實(shí)施例一中的通過第三圖像、第四圖像信號修正第三圖像、重建第四圖 像流程圖；圖8為實(shí)施例二中的磁共振動態(tài)成像流程圖；圖9為實(shí)施例二中的獲取相控陣線圈內(nèi)的每個線圈各自的敏感度函數(shù)流程圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合結(jié)合具體的實(shí)施方式介紹本發(fā)明。
實(shí)施例一，當(dāng)射頻線圈為單個線圈時，如圖1所示步驟S100，射頻線圈掃描整個視野，采樣獲得第一圖像信號，根據(jù)第一圖像信 號重建第一圖像。步驟SlOO還包括以下步驟，如圖2所示步驟S110，采樣獲得第一圖像信號。在磁共振裝置中，射頻線圈可同時作為信 號的接收端和發(fā)射端；也可以把接收信號和發(fā)射信號的功能分別放到兩個射頻線圈上， 具有發(fā)射信號功能的射頻線圈稱為發(fā)射線圈，而具有接收功能的射頻線圈稱為接收線 圈。本文所說的射頻線圈主要針對其具有的接收功能。視野是指以興趣區(qū)域?yàn)橹行模?射頻線圈能夠掃描到的區(qū)域，例如，病灶區(qū)域，臟器區(qū)域等等。在開始測量后的任一時 亥IJ，射頻線圈可對整個視野進(jìn)行掃描，然后通過非笛卡爾采樣的采樣方式采樣，如k-空 間徑向采樣(如圖3)或k-空間相位向變密度非均勻采樣(如圖4)。傳統(tǒng)的笛卡爾采樣 需對k-空間上的每一個點(diǎn)都進(jìn)行采樣，而非笛卡爾采樣采用對k-空間中心部分(對應(yīng)低 頻信息)密集采樣，而對k-空間邊緣部分(對應(yīng)高頻信息)稀疏采樣的方式，在不影響 圖像的質(zhì)量的前提下降低了采樣率。由于本發(fā)明采用了壓縮感知技術(shù)，可以以低于奈奎 斯特采樣率進(jìn)行采樣。步驟S120，根據(jù)第一圖像信號構(gòu)建關(guān)于第一圖像的目標(biāo)函數(shù)。采樣后，獲得第 一圖像信號Y1—1，根據(jù)公式(1)，有
權(quán)利要求
1.一種磁共振動態(tài)成像方法，包括以下步驟射頻線圈掃描整個視野，采樣獲得第一圖像信號，根據(jù)所述第一圖像信號重建第一 圖像；根據(jù)所述第一圖像、第二圖像、第三圖像之間的關(guān)系降低所述第二圖像及所述第三 圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第二圖像的采樣率掃描采樣，獲得第二圖像信號， 所述射頻線圈按所述第三圖像的采樣率掃描采樣，獲得第三像信號，根據(jù)第二圖像信號 及第三圖像信號重建所述第二圖像、第三圖像；根據(jù)第四圖像前重建的圖像與所述第四圖像的關(guān)系降低所述第四圖像的采樣率，所 述射頻線圈按所述第四圖像的采樣率掃描采樣，獲得第四圖像信號，根據(jù)第四圖像信號 修正所述第三圖像及重建所述第四圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述射頻線圈掃描整個 視野，采樣獲得第一圖像信號，根據(jù)所述第一圖像信號重建第一圖像的步驟包括如下步 驟采樣獲得第一圖像信號；根據(jù)所述第一圖像信號構(gòu)建關(guān)于第一圖像的目標(biāo)函數(shù)；對所述第一圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解；根據(jù)所得解重建所述第一圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一圖 像、第二圖像、第三圖像之間的關(guān)系降低所述第二圖像及所述第三圖像的采樣率，所述 射頻線圈按所述第二圖像的采樣率掃描采樣，獲得第二圖像信號，所述射頻線圈按所述 第三圖像的采樣率掃描采樣，獲得第三像信號，根據(jù)第二圖像信號及第三圖像信號重建 所述第二圖像、第三圖像的步驟包括如下步驟采樣獲得所述第二圖像信號及所述第三圖像信號；根據(jù)所述第二圖像信號、所述第三圖像信號構(gòu)建關(guān)于所述第二圖像及所述第三圖像 的目標(biāo)函數(shù)；對關(guān)于所述第二圖像及所述第三圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解；根據(jù)所得解重建所述第二圖像、第三圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述根據(jù)第四圖像前重 建的圖像與所述第四圖像的關(guān)系降低所述第四圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第四 圖像的采樣率掃描采樣，獲得第四圖像信號，根據(jù)第四圖像信號修正所述第三圖像及重 建所述第四圖像的步驟包括如下步驟采樣獲得所述第四圖像信號；根據(jù)所述第三圖像信號、第四圖像信號構(gòu)建關(guān)于所述第三圖像及所述第四圖像的目 標(biāo)函數(shù)；對所述第三圖像及所述第四圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解；根據(jù)所得解修正所述第三圖像及重建所述第四圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述根據(jù)第四圖像前重 建的圖像與所述第四圖像的關(guān)系降低所述第四圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第四 圖像的采樣率掃描采樣，獲得第四圖像信號，根據(jù)第四圖像信號修正所述第三圖像及重建所述第四圖像的步驟包括如下步驟 采樣獲得所述第四圖像信號；根據(jù)所述第三圖像、第四圖像信號構(gòu)建關(guān)于所述第三圖像及所述第四圖像的目標(biāo)函數(shù)；對所述第三圖像及所述第四圖像的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解； 根據(jù)所得解修正所述第三圖像及重建所述第四圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述第四圖像前重建的 圖像為所述第二圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述 射頻線圈為單個線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述 射頻線圈為由多個線圈陣列組成的相控陣線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，還包括如下步驟 獲取所述相控陣線圈內(nèi)的各個線圈的敏感度函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁共振動態(tài)成像方法，其特征在于，所述獲取所述相控陣 線圈內(nèi)的各個線圈的敏感度函數(shù)的步驟包括如下步驟預(yù)掃描整個視野，所述相控陣線圈內(nèi)各個線圈分別得到一幀復(fù)合圖像； 計(jì)算這些復(fù)合圖像各自的平方圖像，對所有的平方圖像求平均后開平方，獲得一幀 平方根圖像；對所述平方根圖像的每個像素點(diǎn)的敏感度值進(jìn)行擬合優(yōu)化，獲得每個線圈的敏感度 函數(shù)。
全文摘要
一種磁共振動態(tài)成像方法，包括以下步驟射頻線圈掃描整個視野，采樣獲得第一圖像信號，根據(jù)所述第一圖像信號重建第一圖像；根據(jù)所述第一圖像、第二圖像、第三圖像之間的關(guān)系降低所述第二圖像及所述第三圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第二圖像的采樣率掃描采樣，獲得第二圖像信號，所述射頻線圈按所述第三圖像的采樣率掃描采樣，獲得第三像信號，根據(jù)第二圖像信號及第三圖像信號重建所述第二圖像、第三圖像；根據(jù)第四圖像前重建的圖像與所述第四圖像的關(guān)系降低所述第四圖像的采樣率，所述射頻線圈按所述第四圖像的采樣率掃描采樣，獲得第四圖像信號，根據(jù)第四圖像信號修正所述第三圖像及重建所述第四圖像。
文檔編號A61B5/055GK102008305SQ20101059098
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉新, 寇波, 謝國喜, 邱本勝, 鄒超, 鄭海榮 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院