磁共振成像方法及系统的制作方法

文档序号:5904815阅读:119来源:国知局
专利名称:磁共振成像方法及系统的制作方法
磁共振成像方法及系统
技术领域
本发明涉及成像技术,特别是涉及一种磁共振成像方法及系统。背景技术
磁共振成像技术具备良好的软组织分辨力、可多方位多参数地进行成像且无射线辐射等众多优势而在临床诊断中发挥着重要的作用。但是由于磁共振成像技术的限制,在实际的成像过程中通常需要耗费较长的扫描时间,例如,获取一幅自旋回波图像大约需要花费15 30秒的时间。较慢的成像速度使得磁共振成像技术在动态成像中图像的时间分辨率受到限制,还将导致图像中产生严重的运动伪影,严重降低图像质量,进而限制了磁共振成像技术在心脏、冠状动脉等运动器官和神经功能影像等领域的应用。基于部分可分离函数理论(Partially Separable Rmctions,简称PSF)的磁共振成像方法是针对运动物体进行稀疏采样成像,因此可用于实现磁共振成像技术中的动态成像,应用于心脏动态成像和灌注成像中。然而,在基于部分可分离函数理论的磁共振成像方法中由于只能采集到K空间的少量几条低频线,使得采集得到的导航数据所能够覆盖的空间-时间频率联合域中的空间频率成分较少,严重地限制了捕捉时空信号变化的能力,导致图像不能够准确地反映成像对象运动的真实情况。

发明内容基于此,有必要提供一种能准确地反映成像对象运动的真实情况的磁共振成像方法。此外,还有必要提供一种能准确地反映成像对象运动的真实情况的磁共振成像系统。一种磁共振成像方法,包括如下步骤对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据,所述导航数据是通过径向采集得到的;通过所述动态图像数据和导航数据进行插值恢复得到信号数据;对所述信号数据进行傅里叶变换生成磁共振图像。优选地,所述对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据的步骤为分别按照笛卡尔采样轨迹采集动态图像数据,按照径向采样轨迹采集导航数据。优选地,所述动态图像数据的采集和所述导航数据的采集是交织进行的。优选地,所述对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据的步骤为按照预设的时间间隔交织进行动态图像数据和导航数据的采集。优选地,所述对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据的步骤包括在奇数时刻采集动态图像回波信号得到动态图像数据;在偶数时刻按照径向采样轨迹采集导航数据回波信号得到导航数据。一种磁共振成像系统,其特征在于,包括数据采集模块,用于对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据,所述导航数据是通过径向采集得到的;重建模块,用于通过所述动态图像数据和导航数据进行基于部分可分离函数模型重建得到信号数据;图像生成模块,用于对所述信号数据进行傅里叶变换生成磁共振图像。优选地,所述数据采集模块还用于分别按照笛卡尔采样轨迹采集动态图像数据, 按照径向采样轨迹采集导航数据。优选地,所述数据采集模块中动态图像数据的采集和所述导航数据的采集是交织进行的。优选地,所述数据采集模块还用于按照预设的时间间隔交织进行动态图像数据和导航数据的采集。优选地,所述数据采集模块包括图像数据采集单元,用于在奇数时刻采集动态图像回波信号得到动态图像数据;导航数据采集单元,用于在偶数时刻按照径向采样轨迹采集导航数据回波信号得到导航数据。上述磁共振成像方法及系统,通过在动态成像对象中进行径向采集得到导航数据,使得采集的每一导航数据均能够从低频覆盖到高频,进而提高采集得到的导航数据所能覆盖的空间-时间频率联合域中空间频率成分,大大提高了时空信号变化的捕捉能力, 准确地反映成像对象运动的真实情况。

图1为一个实施例中磁共振成像方法的流程图;图2为一个实施例中稀疏采样的示意图;图3为图1中对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据的方法流程图;图4为一个实施例中稀疏采样的序列图;图5为一个实施例中磁共振成像系统的结构示意图;图6为图5中数据采集模块的结构示意图;图7为一个实施例中水模的理想图像;图8为另一个实施例中水模的理想图像;图9为另一个实施例中水模的理想图像;图10为另一个实施例中水模的理想图像;图11为一个实施例中的理想待重建图像;图12为本发明的磁共振成像方法重建得到的磁共振图像;图13为传统的磁共振成像方法重建得到的磁共振图像;
图14为一个实施例中在体实验中本发明的磁共振成像方法重建得到的磁共振图像;图15为另一个实施例中在体实验中本发明的磁共振成像方法重建得到的磁共振图像;图16为传统的磁共振成像方法重建得到的磁共振图像;图17为传统的磁共振成像方法重建得到的磁共振图像;图18为重建图像的信噪比对比示意图。
具体实施方式在一个实施例中,如图1所示,一种磁共振成像方法,包括如下步骤步骤S110,对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据,该导航数据是通过径向采集得到的。本实施例中,为实现磁共振中的动态成像,对动态成像对象进行稀疏采样得到少量的图像数据,进而根据采集得到的少量图像数据进重建即可,这将使得采集时间大幅减少。通过稀疏采样所得到的图像数据包括了动态图像数据和导航数据,具体的,高空间分辨率低时间分辨率的动态图像数据和低空间分辨率高时间分辨率的导航数据是两个互补的数据集,在采样过程中,需要采集的数据量是随着物理维数的增加而指数增长的,这将会造成空间分辨率和时间分辨率之间的矛盾,在传统的稀疏采样过程中若获取得高空间分辨率的磁共振图像,则需要牺牲磁共振图像的时间分辨率;若提高时间分辨率,则磁共振图像的空间分辨率将会降低,时间分辨率和空间分辨率之间不可能同时达到高分辨率,为了解决这一矛盾,通过在动态成像对象进行径向采集得到导航数据。径向采集是通过辐射状遍历K空间的采样方式,通过这一采样方式能够使采样得到的导航数据线从低频覆盖到高频,以提高导航数据所能覆盖的空间-时间频率联合域中的空间频率成分,进而提高磁共振图像的分辨率。在一个实施例中,上述步骤SllO的具体过程为分别按照笛卡尔采样轨迹采集动态图像数据,按照径向采样轨迹采集导航数据。本实施例中,在笛卡尔采样轨迹中将K空间视为图像的傅里叶变换域空间,沿列方向,即竖直方向等间隔地划分多个水平线,其中每一条水平线就是K空间的相位编码线。 按照笛卡尔采样轨迹采集动态图像数据,按照径向采样轨迹采样导航数据,可以保证从运动的采样对象采集得到更为准确的时空信息,进而保证重建图像的准确性。在一个实施例中,动态图像数据的采集和导航数据的采集是交织进行的。具体的, 按照预设的时间间隔交织进行动态图像数据和导航数据的采集。本实施例中,在实际的数据采集过程中同时进行动态图像数据和导航数据的采集是较为困难的,为使上述数据采集过程能易于实施,可在交织采集的模式下进行动态图像数据和导航数据的采集。在时间维度上,可按照预设的时间间隔轮流进行动态图像数据和导航数据的采集。一实施例中,如图2所示,可在一射频重复时间通过笛卡尔采样轨迹采集动态图像数据,在下一射频重复时间通过径向采样轨迹采集导航数据,实现动态图像数据和导航数据的交互采集。通过动态图像数据和导航数据之间进行的交织采集,可同时获取到运动的采样对象的时空信息,保证动态图像数据和导航数据有相同且较小的射频重复时间和回波时间, 减少梯度快速切换伴随的涡流对图像重建的影响。在一个实施例中,如图3所示,为实现动态图像数据和导航数据的交织采集,上述步骤SllO的具体过程包括步骤S111,在奇数时刻采集动态图像回波信号得到动态图像数据。本实施例中,如图4所示,向采样对象发射序列之后在奇数时刻采集反射的动态图像回波信号以得到动态图像数据,在偶数时刻采集反射的导航回波信号。步骤S113,在偶数时刻按照径向采样轨迹采集导航数据回波信号得到导航数据。步骤S130,通过动态图像数据和导航数据进行基于部分可分离函数模型重建得到信号数据。本实施例中,在部分可分离函数模型中,认为图像函数的空间变化和时间变化是L 阶可分离的,利用部分可分离函数的性质和傅里叶变换的线性特性,可将信号数据S(k,t) 表示为空间基函数c,艮)和时间基函数仍⑴这两个独立变量函数之和,即如以下公式所示
权利要求
1.一种磁共振成像方法,包括如下步骤对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据,所述导航数据是通过径向采集得到的;通过所述动态图像数据和导航数据进行基于部分可分离函数模型重建得到信号数据;对所述信号数据进行傅里叶变换生成磁共振图像。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像方法,其特征在于,所述对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据的步骤为分别按照笛卡尔采样轨迹采集动态图像数据,按照径向采样轨迹采集导航数据。
3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像方法,其特征在于,所述动态图像数据的采集和所述导航数据的采集是交织进行的。
4.根据权利要求3所述的磁共振成像方法,其特征在于,所述对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据的步骤为按照预设的时间间隔交织进行动态图像数据和导航数据的采集。
5.根据权利要求4所述的磁共振成像方法,其特征在于,所述对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据的步骤包括在奇数时刻采集动态图像回波信号得到动态图像数据;在偶数时刻按照径向采样轨迹采集导航数据回波信号得到导航数据。
6.一种磁共振成像系统,其特征在于,包括数据采集模块,用于对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据,所述导航数据是通过径向采集得到的;重建模块,用于通过所述动态图像数据和导航数据进行基于部分可分离函数模型重建得到信号数据;图像生成模块,用于对所述信号数据进行傅里叶变换生成磁共振图像。
7.根据权利要求6所述的磁共振成像系统,其特征在于,所述数据采集模块还用于分别按照笛卡尔采样轨迹采集动态图像数据,按照径向采样轨迹采集导航数据。
8.根据权利要求6或7所述的磁共振成像系统,其特征在于,所述数据采集模块中动态图像数据的采集和所述导航数据的采集是交织进行的。
9.根据权利要求8所述的磁共振成像系统,其特征在于,所述数据采集模块还用于按照预设的时间间隔交织进行动态图像数据和导航数据的采集。
10.根据权利要求9所述的磁共振成像系统,其特征在于,所述数据采集模块包括 图像数据采集单元,用于在奇数时刻采集动态图像回波信号得到动态图像数据;导航数据采集单元,用于在偶数时刻按照径向采样轨迹采集导航数据回波信号得到导航数据。
全文摘要
一种磁共振成像方法,包括如下步骤对动态成像对象进行稀疏采样得到动态图像数据和导航数据,所述导航数据是通过径向采集得到的;通过所述动态图像数据和导航数据进行基于部分可分离函数模型重建得到信号数据;对所述信号数据进行傅里叶变换生成磁共振图像。上述磁共振成像方法及系统,通过在动态成像对象中进行径向采集得到导航数据,使得采集的每一导航数据均能够从低频覆盖到高频,进而提高采集得到的导航数据所能覆盖的空间-时间频率联合域中空间频率成分,大大提高了对运动成像对象的时空信号变化的捕捉能力,提高成像的分辨率。
文档编号G01R33/20GK102540115SQ20111045655
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月12日
发明者冯翔, 刘新, 谢国喜, 邱本胜, 郑海荣 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院
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