磁共振图像采集与重建方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供的磁共振图像采集与重建的方法及装置，使得在磁共振成像系统在采集K空间数据时，采用并行加速采集方法的同时能结合使用射频脉冲相位循环法将FID和/或DC伪影彻底消除，不但实现采集的加速，同时保证了FID和/或DC伪影的消除，确保图像质量。
【专利说明】 磁共振图像采集与重建方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种磁共振图像采集与重建方法及装置。
【背景技术】
[0002]目前，磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging, MRI)作为一种集中了物理学、化学、生物学、医学等多领域研究成果在内的计算机成像技术，已被广泛应用于医学影像学检查中。基于不同序列的磁共振成像，一般都会伴随成像数据信号而产生一些干扰信号，其中部分在图像上表现为伪影，比如基于自旋回波序列(SE)以及快速自旋回波序列(FSE)成像过程中，由于回聚脉冲一般都会偏离理想的180度翻转角，伴随而产生FID伪影。FID伪影在图像中为沿读出方向的一条白线，位于相位编码方向中心。它的存在严重影响图像质量，干扰图像的解读和诊断。同时，磁共振成像系统的信号接收子系统如果有直流偏置，还会有位于图像中心的DC点状伪影。
[0003]通常有两种方法消除FID伪影:(I)使用位于回聚脉冲之后的扰相梯度来削弱FID信号；(2)采用射频脉冲的相位循环法将FID伪影移至图像边缘。由于前者通常不能完全消除FID信号，一般会将这二种方法结合使用。同时，消除DC伪影方法之一也是采用射频脉冲的相位循环将DC伪影移至图像边缘。
[0004]采用射频脉冲相位循环将FID和/或DC伪影移至图像边缘，其原理是通过改变射频发射脉冲和接收的相位，使FID和/或DC信号在K空间沿相位方向正负交替改变。这样在图像重建后，剩余的FID和/或DC伪影从图像中心移至图像边缘，避免了对图像解读的干扰。
[0005]目前K空间的数据采集，经常会使用并行加速方法来提高采样速度，减少成像时间。常用的K空间并行加速方法，如GRAPPA，是通过在K空间小范围内全部采集，而在其他部分跳跃间隔采集数据，之后通过重建方法填充欠采的数据。但是，当采用这种K空间并行加速采集数据时，用射频脉冲相位循环将FID及DC伪影移至图像边缘的方法不再有效。
[0006]即使针对此问题，找到解决方案，也只是将FID和/或DC伪影移至图像的边缘，其对图像质量还是有一定的影响，因而有必要研究和开发新的方法，使得在采用K空间并行加速采集的同时能结合使用射频脉冲相位循环方法将FID和/或DC伪影彻底消除。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是磁共振成像过程中，采用K空间加速采集方法采集与重建时，FID和/或DC伪影对图像的影响。
[0008]为了解决上述问题，本发明提供了一种磁共振图像采集与重建方法，包括如下步骤:
[0009]将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SPl与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据SAes，所述SPl采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SPl或者SP2采集成像回波信号数据
gUNDEE
[0010]若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值Sfid ;若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值Sdg ;若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值SFID+DG ；
[0011]利用所述FID信号值Sfid或DC信号值Sdg或FID和DC信号值Sfiihdg对成像回波信号数据Simg进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据PIMG，所述成像回波信号数据SIK=SAes+S?EK ；
[0012]将所述成像回波信号数据Pik进行K空间加速处理得到完整数据。
[0013]在一个实施例中，若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据S^g+、
SACS讲通过公式,
【权利要求】
1.一种磁共振图像采集与重建的方法，其特征在于，包括如下步骤: 将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SPl与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据SAes，所述SPl采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SPl或者SP2采集成像回波信号数据S?EK ；若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值Sfid ;若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值Sdg ;若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值SFID+DG ； 利用所述FID信号值Sfid或DC信号值Sdg或FID和DC信号值Sfiihdg对成像回波信号数据Simg进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据PIMG，所述成像回波信号数据 sIK=SAes+S?EK ； 将所述成像回波信号数据Pik进行K空间加速处理得到完整数据。
2.如权利要求1所述的磁共振图像采集与重建的方法，其特征在于， 若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据S^g5+、S^S_，并通过公式
计算出所述FID信号值Sfid ； 若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全米样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据Sgg、Sgg，并通过公式
计算出所述DC信号值Sw ； 若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中
间数据.％CnS+/m^、并通过公式
计算出所述FID和DC信号值SFID+DG。
3.如权利要求2所述的磁共振图像采集与重建方法，其特征在于， 利用公式PIMG=SIMG+Sign*SFID得到不包括FID信号的成像回波信号数据Pimg ； 或者利用公式PIMG=SIMG+Sign*SDG得到不包括DC信号的成像回波信号数据Pimg ； 或者利用公式PIMG=SIMG+sign*SFID+DG得到不包括FID及DC信号的成像回波信号数据PIMG.其中，Sign=-1对应正FID、DC信号，sign=l对应负FID、DC信号。
4.如权利要求1所述的磁共振图像采集与重建的方法，其特征在于，采用GRAPPA法进行所述K空间加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。
5.如权利要求4所述的磁共振成像图像采集与重建方法，其特征在于， 所述SPl序列为:使用具有O度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有O度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正FID和/或DC信号数据； 所述SP2序列为:使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据。
6.如权利要求4所述的磁共振图像采集与重建方法，其特征在于， 所述SPl序列为:使用具有O度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有O度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正DC信号数据； 所述SP2序列为:使用具有180度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负DC信号数据。
7.如权利要求1-6任一项所述的磁共振图像采集与重建方法，所述方法进一步还包括: 将所述Pik经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，所述完整的K空间数据经过傅里叶变换后得到图像。
8.—种磁共振图像采集与重建的装置，其特征在于，包括: 成像信号采集模块，用于将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SPl与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据SAes，所述SPl采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SPl或者SP2采集成像回波信号数据Sundek ； 第一 K空间加速处理模块，用于若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值Sfid ;用于若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值SDe ;用于若所述正负伪影信号分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值SFID+DG ； 伪影信号消除模块，用于利用所述FID信号值Sfid或DC信号值SDe或FID和DC信号值SFID+DC对成像回波信号数据Simg进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据PIK，所述成像回波信号数据Sik=Sa^Sundek ； 第二 K空间加速处理模块，用于将所述成像回波信号数据Pik进行K空间加速处理得到完整数据。
9.如权利要求8所述的磁共振图像采集与重建的装置，其特征在于，具体地，所述第一K空间加速处理模块用于:若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据S^f+、S^CDS_，并通过公式
计算出所述 FID 信号值 Sfid ；
若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全米样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据Sgg、Sgg，并通过公式
计算出所述DC信号值# ； 若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中
间数据S品S+/DC+、S雜f_/DC ，并通过公式
计算出所述FID和DC信号值SFID+UU。
10.如权利要求9所述的磁共振图像采集与重建装置，其特征在于，具体地，所述伪影信号消除模块用于， 利用公式PIMG=SIMG+Sign*SFID得到不包括FID信号的成像回波信号数据Pimg ； 或者利用公式PIMG=SIMG+Sign*SDG得到不包括DC信号的成像回波信号数据Pimg ； 或者利用公式PIMG=SIMG+sign*SFID+DG得到不包括FID及DC信号的成像回波信号数据PIMG.其中，Sign=-1对应正FID、DC信号，sign=l对应负FID、DC信号。
11.如权利要求8所述的磁共振图像采集与重建的装置，其特征在于，采用GRAPPA法进行所述K空间加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。
12.如权利要求11所述的磁共振成像图像采集与重建装置，其特征在于， 所述SPl序列为:使用具有O度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有O度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正的FID和/或DC信号数据； 所述SP2序列为:使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据。
13.如权利要求11所述的磁共振图像采集与重建装置，其特征在于， 所述SPl序列为:使用具有O度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有O度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正DC信号数据； 所述SP2序列为:使用具有180度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负DC信号数据。
14.如权利要求8-13任一项所述的磁共振图像采集与重建装置，所述装置进一步还包括: 图像生成单元，用于将所述Pik经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，所述完整的K空间数据经过傅里叶变换后得到图像。
【文档编号】G01R33/56GK104166111SQ201310202603
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月28日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】张卫国 申请人:上海联影医疗科技有限公司