基于多次激发的磁共振扩散成像方法

文档序号:8281331阅读:520来源:国知局
基于多次激发的磁共振扩散成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁共振技术领域,特别涉及一种基于多次激发的磁共振扩散成像方 法。
【背景技术】
[0002] 磁共振扩散成像技术是目前活体测量水分子扩散运动的唯一影像手段,它通过施 加扩散梯度感知水分子的微观运动,来探测组织的微细结构,既可以获得结构信息,又可以 产生功能信息,因此该技术在过去十年内得到了很快的发展,并逐渐成为了一项重要的常 规临床检查和科研工具。目前,临床上使用的扩散成像方法通常是单次激发平面回波成像 (Echo Planar Imaging,简称EPI)。单次激发EPI成像的特点是扫描时间短,受被试者的运 动影响较小,然而,单次激发成像技术也有它本身的不足,由于沿着相位编码方向的采集带 宽较小,在磁介质率相差较大的不同组织交界处会产生较严重的图像变形,这也限制了图 像的空间分辨率。
[0003] 为了减小图像变形,提高图像分辨率,近年来提出了多次激发扩撒成像。多次激发 通过减小每次激发采集的相位编码的数目,提高采集带宽,因而能有效减少图像变形,达到 较大的采集矩阵,提高空间分辨率。不过,因为施加了扩散梯度,运动的质子无法完全聚相, 导致每次激发过程中图像会产生一个随机的相位误差。
[0004] 目前可通过在图像域进行相位校正,以去除多次激发扩散成像中的相位误差。图 像域的相位校正方法有很多,一般是每次激发成像完毕前额外采集导航数据,获得每次激 发的相位信息,从而在重建过程中把相位移除。但是,在图像域的相位校正仍然存在缺陷, 那就是需要导航数据与成像数据在图像域是吻合的,而在很多情况下,导航数据与成像数 据的采集带宽无法做到完全一样,这样相位误差不准确,就会影响最终的图像质量。在这种 情况下,需要进行成像数据和导航数据之间的图像配准,这会给成像及重建带来麻烦。

【发明内容】

[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006] 有鉴于此,本发明需要提供一种基于多次激发的磁共振扩散成像方法,可用于多 次采集的方式扩散图像,并有效消除不同激发之间的运动伪影,提供高图像的分辨率,减少 图像变形,避免了成像及重建过程中的麻烦。
[0007] 根据本发明的一个的实施例,提出一种基于多次激发的磁共振扩散成像方法,包 括以下步骤:
[0008] 对被测目标进行多次激发,并在每次激发的过程中对所述被测目标进行信号采 集,以获取多次激发的降采的k空间数据;
[0009] 根据待恢复数据点所在的预设范围内已采集到的多次激发的降采的k空间数据 恢复所述待恢复数据点的k空间数据,以获得多次激发的k空间数据;
[0010] 对所述多次激发的k空间数据进行逆傅立叶变换,以得到多次激发的图像域数 据;以及
[0011] 对所述多次激发的图像域数据进行合并以生成所需图像。
[0012] 根据本发明的一个的实施例,其中,通过以下公式恢复所述待恢复数据点的k空 间数据:
【主权项】
1. 一种基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,包括w下步骤: 对被测目标进行多次激发,并在每次激发的过程中对所述被测目标进行信号采集,W 获取多次激发的降采的k空间数据; 根据待恢复数据点所在的预设范围内已采集到的多次激发的降采的k空间数据恢复 所述待恢复数据点的k空间数据,W获得多次激发的k空间数据; 对所述多次激发的k空间数据进行逆傅立叶变换,W得到多次激发的图像域数据;W 及 对所述多次激发的图像域数据进行合并W生成所需图像。
2. 如权利要求1所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,其中,通过 W下公式恢复所述待恢复数据点的k空间数据:
其中,i,i' G (l,Ns),j,j' G (1,N。),(m,n)为所述待恢复数据点在频率编码方向和 相位编码方向的坐标,du(m,n)为所述待恢复数据点在第i次激发中第j个通道对应的k 空间数据,(m',n')为在所述待恢复数据点所在的预设范围内的已采集到的数据点在频 率编码方向和相位编码方向的坐标,心,j., (m',n')为在第i'次激发过程中第j'个通 道在所述待恢复数据点所在的预设范围内已采集到的数据点(m',n')的k空间数据,A 为所述预设范围,N,为总激发次数,N。为总通道数,N,和N。为正整数,w(i',j',m',n') 为第i'次激发、第j'个通道、数据点(m',n')对应的权重系数。
3. 如权利要求1所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,其中,通过 W下公式恢复所述待恢复数据点的k空间数据:
其中,i,i' G (l,Ns),j,j' G a,Nt),k,k' G (1,NSA),(m,n)为所述待恢复数据点 在频率编码方向和相位编码方向的坐标,du>k(m,n)为所述待恢复数据点在第k次采集、第 i次激发中第j个通道对应的k空间数据,(m',n')为在所述待恢复数据点所在的预设 范围内的已采集到的数据点在频率编码方向和相位编码方向的坐标,心,j., (m',n') 为在第k'次采集、第i'次激发过程中第j'个通道在所述待恢复数据点所在的预设范围 内已采集到的数据点(m',n')的k空间数据,A为所述预设范围,N,为总激发次数,N。为 总通道数,NSA为总的采集次数,N,、N。和NSA为正整数,w(i',j',m',n',k')为第 k'次采集、第i'次激发、第j'个通道、数据点(m',n')对应的权重系数。
4. 如权利要求2所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,所述根据 待恢复数据点所在的预设范围内已采集到的多次激发的降采的k空间数据恢复所述待恢 复数据点的k空间数据,W获得多次激发的k空间数据,具体包括: 根据每次激发得到的降采的k空间数据分别对每次激发中与已采集到的相位编码线 相邻的未采集的相位编码线进行恢复; 通过W下公式根据多次激发的已采集到的相位编码线和恢复得到的相位编码线对所 述预设范围内其他未采集的相位编码线进行恢复:

其中,i,i' G(l,Ns),j,j' G(l,NE),k,k' Ga,NSA),(m,n)为所述待恢复数据点在 频率编码方向和相位编码方向的坐标,du(m,n)为所述待恢复数据点在第i次激发中第j 个通道对应的k空间数据,(m',n')为在所述待恢复数据点所在的预设范围内的已采集 到的数据点在频率编码方向和相位编码方向的坐标,心,j., (m',n')为在第i'次激发 过程中第j'个通道在所述待恢复数据点所在的预设范围内已采集到的数据点(m',n') 的k空间数据,A为所述预设范围,N,为总激发次数,N。为总通道数,N,和N。为正整数, w(i',j',m',n')为第i'次激发、第j'个通道、数据点(m',n')对应的权重系 数。
5. 如权利要求3所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,所述根据 待恢复数据点所在的预设范围内已采集到的多次激发的降采的k空间数据恢复所述待恢 复数据点的k空间数据,W获得多次激发的k空间数据据,具体包括: 根据每次激发得到的降采的k空间数据分别对每次激发中与已采集到的相位编码线 相邻的未采集的预设数量的相位编码线进行恢复; 通过W下公式根据多次激发的已采集到的相位编码线和恢复得到的相位编码线对所 述预设范围内其他未采集的相位编码线进行恢复:
其中,i,i' G (l,Ns),j,j' G a,Nt),k,k' G (1,NSA),(m,n)为所述待恢复数据点 在频率编码方向和相位编码方向的坐标,du>k(m,n)为所述待恢复数据点在第k次采集、第 i次激发中第j个通道对应的k空间数据,(m',n')为在所述待恢复数据点所在的预设 范围内的已采集到的数据点在频率编码方向和相位编码方向的坐标,心,j., (m',n') 为在第k'次采集、第i'次激发过程中第j'个通道在所述待恢复数据点所在的预设范围 内已采集到的数据点(m',n')的k空间数据,A为所述预设范围,N,为总激发次数,N。为 总通道数,NSA为总的采集次数,N,、N。和NSA为正整数,w(i',j',m',n',k')为第 k'次采集、第i'次激发、第j'个通道、数据点(m',n')对应的权重系数。
6. 如权利要求4或5所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,其中, 根据每次激发得到的降采的k空间数据利用GRAPPA算法分别对每次激发中与已采集到的 相位编码线相邻的未采集的相位编码线进行恢复。
7. 如权利要求1所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,所述信号 采集主要为带导航数据的多次激发EPI扩散成像或多次激发螺旋扩散成像。
8. 如权利要求2或3所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,其中, 所述权重系数是基于多次激发的导航数据所构建的线性方程求解获得的。
9. 如权利要求8所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,所述多次 激发的导航数据为自导航数据或额外采集的导航数据。
10. 如权利要求1所述的基于多次激发的磁共振扩散成像方法,其特征在于,所述对所 述多次激发的图像域数据进行合并的方法主要包括最优化信噪比方法、平方和SOS方法、
自适应重建ACC方法、主成分分析PCA方法和奇异值分解SVD方法。
【专利摘要】本发明提出一种基于多次激发的磁共振扩散成像方法,包括:对被测目标进行多次激发,并在每次激发的过程中对被测目标进行信号采集,以获取多次激发的降采的k空间数据;根据待恢复数据点所在的预设范围内已采集到的多次激发的降采的k空间数据恢复待恢复数据点的k空间数据,以获得多次激发的k空间数据;对多次激发的k空间数据进行逆傅立叶变换,以得到多次激发的图像域数据;对多次激发的图像域数据进行合并以生成所需图像。本发明实施例的方法,能够有效消除不同激发之间的运动伪影,可以用于多次采集的方式扩散图像,提供高图像的分辨率,减少图像变形,简化重建过程。
【IPC分类】G01R33-32, G01R33-565
【公开号】CN104597420
【申请号】CN201510052554
【发明人】郭华, 马晓栋, 张喆, 戴二鹏, 苑纯
【申请人】清华大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月2日
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