磁共振多通道采集图像重建方法和装置的制造方法
【专利说明】磁共振多通道采集图像重建方法和装置 【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁共振成像（MRI，Magnetic Resonance Imaging)技术领域，尤其涉及 一种磁共振多通道采集图像重建方法和装置。 【【背景技术】】
[0002] 在磁共振成像技术中，磁共振信号空间称为K空间，即为傅里叶变换空间，将磁共 振扫描采集获得的磁共振信号填入到K空间中，将K空间数据经傅里叶变换到图像域，即可 得到磁共振图像。
[0003] 现有的磁共振扫描成像，一般会采用多通道采集技术来提高磁共振图像的信噪比 和均匀性。
[0004] 在目前的磁共振多通道采集图像重建方法中，最原始的方法是采用S0S等方法对 各个线圈（通道）采集到的数据进行简单的合并。此类方法的缺陷在于：没有充分利用多 个线圈（通道）之间共有的信息，信噪比较低的线圈（通道）采集的数据在合并过程中的 权重没有很好的被抑制，重建获得的磁共振图像信噪比很低。
[0005] 在原始方法的技术上，本领域技术人员提出了一种改进的磁共振多通道采集图像 重建方法：利用线圈敏感度信息，重新构造了多个K空间数据（或图像），再将这些K空间 数据（或图像）进行合并得到最终的磁共振图像。该方法相对于原始方法，信噪比有了提 高，但是由于对线圈间共有的信息的利用仍然不够充分，因此磁共振图像的信噪比仍较低。
[0006] 因此，需要提出一种新的磁共振多通道采集图像重建方法和装置，能够充分利用 线圈间共有的信息，将采集获得的K空间数据重新进行组合，进一步提高磁共振图像的信 噪比。 【
【发明内容】
】
[0007] 本发明解决的问题是现有的磁共振多通道采集图像重建方法获得的磁共振图像 信噪比较低的问题。
[0008] 为了解决上述问题，本发明提出一种磁共振多通道采集图像重建方法，包括以下 步骤：
[0009] 1)获得若干通道全采集的原始K空间数据；
[0010] 2)确定各通道线圈敏感度之间的关系系数'或关系系数'的K空间域值α 所述关系系数和各通道线圈敏感度之间有如下关系式：
[0011]
[0012] Q为第i个通道的线圈敏感度，C,为第j个通道的线圈敏感度，L为总的通道数， 为关系系数；
[0013] 3)利用关系系数'或关系系数'的K空间域值α ^，生成新的图像域值或K空 间数据；
[0014] 4)根据所述新的图像域值或K空间数据，获得最终的磁共振图像。
[0015] 可选地，在所述步骤2)中确定关系系数~,的方法具体为：
[0016] 21)在K空间中选取合理大小的映射卷积核ct ^ ;
[0017] 22)选取原始K空间数据中的一部分，根据如下的映射关系式求解所述映射卷积 核 ct ij ·
[0018]
[0019] 其中，&为第i个通道的原始K空间数据，（kx，ky)为K空间数据的位置，a ^为 关系系数軋的K空间数据，K,为第j个通道的原始K空间数据，?为卷积，所述映射卷积 核a ^即为关系系数'的K空间域值；
[0020] 23)将所述映射卷积核a u转换至图像域，得到关系系数~。
[0021] 可选地，在所述步骤3)中，利用所述步骤2)确定的关系系数A"，根据如下的关系 式生成新的图像域值：
[0022]
[0023] 其中，S,为第j个通道的原始K空间数据对应的图像域值，S/为第i个通道的新 的图像域值。
[0024] 可选地，在所述步骤2)中确定关系系数'的K空间域值a ^的方法具体为：
[0025] 21)在K空间中选取合理大小的映射卷积核a ^ ;
[0026] 22)选取原始K空间数据中的一部分，根据如下的映射关系式求解所述映射卷积 核 ct ij :
[0027]
[0028] 其中，l为第i个通道的原始K空间数据，（kx, ky)为K空间的位置，Kj为第j个 通道的原始K空间数据，?为卷积，所述映射卷积核a u即为关系系数A、,的K空间域值。
[0029] 可选地，在所述步骤3)中，利用所述步骤2)中确定的关系系数A、,的K空间域值 a ,，根据如下关系式生成新的K空间数据：
[0030]
[0031] 其中，K/为第i个通道的新的K空间数据。
[0032] 可选地，还包括以下步骤：
[0033] 选取若干不同的卷积核a ^，执行步骤2)若干次，分别得到若干关系系数A、,或关 系系数Ai j的K空间域值a i j ;
[0034] 将所述若干关系系数A、,或关系系数A、,的K空间域值a u进行叠加。
[0035] 可选地，还包括以下步骤：
[0036] 选取若干不同的卷积核α，执行步骤2)和步骤3)若干次，分别生成若干组新的图 像域值或Κ空间数据，将所述若干组新的图像域值或Κ空间数据进行叠加。
[0037] 可选地，还包括以下步骤：在步骤3)后，判断是否进行迭代？若是，则将所述步骤 3)中生成的新的Κ空间数据作为原始Κ空间数据，回到执行步骤2)，进行迭代计算；若否， 则直接执行步骤4)。
[0038] 本发明还提出一种磁共振多通道采集图像重建装置，包括：
[0039] 采集单元，用于获得若干通道全采集的原始Κ空间数据；
[0040] 关系系数确定单元，用于确定关系系数Au或关系系数Au的Κ空间域值a U ;
[0041] 新数据生成单元，用于利用关系系数A、,或关系系数Α、,的Κ空间域值α ^，生成新 的图像域值或Κ空间数据；
[0042] 图像获得单元，用于根据所述新的图像域值或Κ空间数据，获得最终的磁共振图 像。
[0043] 本发明对比现有技术有如下的有益效果：充分利用线圈间共有的信息，将采集获 得的Κ空间数据重新进行组合，提高了磁共振图像的信噪比。 【【附图说明】】
[0044] 图1是本发明的磁共振多通道采集图像重建方法的实施例一的流程图；
[0045] 图2是本发明的磁共振多通道采集图像重建方法的实施例二的流程图；
[0046] 图3是本发明的磁共振多通道采集图像重建方法的实施例三的流程图；
[0047] 图4是本发明的磁共振多通道采集图像重建方法的实施例四的流程图；
[0048] 图5是本发明的磁共振多通道采集图像重建装置的示意图；
[0049] 图6是现有技术和本发明的磁共振多通道采集图像重建方法获得的磁共振图像 的对比图。 【【具体实施方式】】
[0050] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。
[0051] 由于在图像域中，每个通道受到不同线圈敏感度的影响，使得接收到的信号不一 致，但是这些信号中都存在一个相同的因素，就是实际成像物体的真实信息。对于其中第i 个通道，其信号值可以表述为如下形式：
[0052] Sx = P XC.+n, (1)
[0053] 其中，Si为第i个通道中某个像素点的信号值（即图像域值）；P为实际成像物体 的真实信号值A为第i个通道的线圈敏感度 ；ηι为第i个通道在该像素点位置处的噪音。
[0054] 由于各通道的线圈敏感度是连续变化的，可以用很多种办法进行估算，如果假设 已经估算出第i个通道的线圈敏感度Q，那么即可确定如下关系式：
[0055]
(2)
[0056] 其中，C,为第j个通道的线圈敏感度，L为总的通道数，A、,为各通道线圈敏感度之 间的关系系数。
[0057] 根据公式（1)和公式（2)，可以建立新的信号值，
[0058]
[0059]
[0060] 对于新的信号值，非噪声部分与原信号值一致，噪声部分相当于做了加权平均，噪 声部分大大减弱。从公式（2)中可以看出，存在很多组A、,，对A、,的估计可以通过对线圈敏 感度进行估计；同样可以利用以下的方法，跳过对线圈敏感度Q的估计，直接进行A、,的估 计。
[0061] 对公式⑵的左右同时乘以P，对整个图像域有：
[0062]
[0063] 其中，（X，y)为图像域中第X行第y列的位置。根据公式⑷可以得到：
L0065」 具中，h U，y)表不没W噪首十杌的埋想情况卜，弟i个通道的图傢域值。
[0066] 将公式（5)两边同时做两维傅里叶变换，转换至K空间域，则有：
[0067]
(6)
[0068] 其中，&为第i个通道的K空间数据，（kx，ky)为K空间的位置，K,为第j个通道 的K空间数据，_为卷积，a u为关系系数'的K空间域值。
[0069] 由于线圈敏感度是缓慢变换的，所以a u的能量主要集中在中心低频区域，可以 忽略高频部分，只关注中心部分；而中心区域的信噪比极高，可以忽略噪音影响，这时相当 于建立了一个卷积映射关系，在整个Κ空间内，选择部分区域进行对（6)式求解，即可得到 a u的近似值。再将a u转换到图像域，即可得到关系系数
[0070] 通过以上的理论分析，可以得到本发明的磁共振多通道采集图像重建方法。
[0071] 【实施例一】
[0072] 如图1所示，本发明的磁共振多通道采集图像重建方法的一个实施例具体包括以 下步骤：
[0073] 执行步骤S01，获得若干通道全采集的原始Κ空间数据。
[0074] 执行步骤S02,在Κ空间中选取合理大小的映射卷积核a ijQ
[0075] 所述卷积核α ^的大小表示为mXn，在本实施例中所述卷积核的大小为7X5,即 在K空间域的读出方向上选取7个点，频率编码方向上选取5个点。
[0076] 执行步骤S03,选取原始K空间数据中的一部分，根据公式（6)的映射关系式求解 所述映射卷积核α ^ :
[0077]
[0078] 其中，&为第i个通道的原始Κ空间数据，（kx，ky)为Κ空间的位置，Κ,为第j个 通道的原始K空间数据，⑩为卷积。
[0079] 所述映射卷积核a u即为关系系数'的Κ空间域值。
[0080] 执行步骤S04,利用关系系数'的Κ空间域值α ^，根据如下公式生成新的Κ空间 数据：
[0081]
(7)
[0082] 其中，Κ,为第j个通道的原始Κ空间数据，Κ/为第i个通道的新的Κ空间数据， #为卷积。
[0083] 执行步骤S05,根据所述新的K空间数据，获得最终的磁共振图像。
[0084] 本实施例中，所述获得最终的磁共振图像的方法包括但不限于：将所述若干通道 的新的K