专利名称：基于部分并行获取进行磁共振成像的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及在医学中用于检查患者的核自旋断层造影(同义词磁共 振断层造影，MRT)。在此，本发明涉及一种方法和执行该方法的MRT系统， 该方法极大地减少了在基于PPA (partiell parallel Akquisition,部分并行获取) 的图像再现或公知的PPA方法如GRAPPA中的计算时间而不会损失信噪比 (SNR)。
背景技术：
MRT基于核自旋共振的物理现象，并作为成像方法在医学和生物物理学领 域成功应用已超过15年的时间。在这种检查方法中，将对象设置在强的恒定磁 场中。由此使该对象体内原先无规则取向的原子的核自旋定向。
现在高频波可以将这种"定向的"核自旋激励为特定的振荡。这种振荡在 MRT中产生实际的测量信号，借助合适的接收线圈可以接收这种测量信号。通 过采用由梯度线圏产生的非均匀> 兹场，可以在所有3个空间方向上对测量对象 进行空间编码。该方法使得可以自由选择待成像的断层，由此可以在所有方向 上拍摄截面图像。在医学诊断中作为截面图像方法的MRT，首先作为"非侵入" 检查方法的特征在于多方面的对比能力。由于软组织的突出的可显示性，MRT 已经发展为比X射线计算机断层造影(CT)优选得多的方法。MRT目前基于 自旋回波序列和梯度回波序列的应用，这些序列在数量级从秒到分钟的测量时 间内实现优异的图像质量。
MRT设备部件的不断的技术扩展以及快速成像序列的引入打开了 MRT在 医学中越来越大的应用领域。用于支持最小侵入外科方法、神经学中的功能成 像以及心脏学中的灌注测量的实时成像只是其中少量的例子。虽然在构造MRT 设备中取得了技术进步，对MRT在医学诊断中的很多应用来说限制MRT图像 的拍摄时间和信噪比(SNR)的因素仍然存在。
尤其是在对象或对象的一部分的主要运动(血流、心脏运动、腹部的蠕动等)被给定的功能成像中，在SNR保持不变的情况下减少拍摄时间(数据采集/ 获取时间)是所期望的。通常运动会在MRT图像中引起伪影，如随着数据获 取时间增长的运动伪影。为了改善图像质量，考虑获取多个图像并在稍后叠加 这些图像。但是这尤其就运动伪影而言不会总是导致所计划的整个图像质筆的 改善。例如，SNR得到改善而运动伪影增加了。
缩短测量时间且同时将SNR损失保持在可接受的限度内的措施，在于减少 所拍摄的图像数据的数量。为了从这样缩减的数据组中获得完整的图像，必须 用合适的算法再现所缺少的数据，或者必须校正由减少的数据产生的有缺陷的 图像。在MRT中拍摄数据是在所谓的k域(同义词位置频域)中进行的。 在所谓图像空间中的MRT图像借助傅立叶变换而与k域中的MRT数据相关。 在k域中展开的对象的位置编码，借助梯度在所有3个空间方向上进行。在此 在2D成像的情况下要区分断层选择(确定对象中的拍摄断层，通常是z轴)、 频率编码(确定断层中的方向，通常是x轴)以及相位编码(在该断层内确定 第二维，通常是y轴)。在3D成像的情况下，断层选择被第二相位编码方向代 替。不限制一般性地，在进一步的过程中假定二维笛卡儿k域，该k域被逐行 扫描。 一个k域行的数据在借助梯度读取的过程中被频率编码。K域中的莓一 行之间具有间距A^，该间距通过相位编码步骤产生。由于相位编码与其它位 置编码相比要花费很多时间，因此为了缩短图像测量时间大部分方法、如所谓 的"部分并行获取，，(下面称为PPA ( partially parallel acquisition))都基于费时的 相位编码步骤数量的减少。PPA成像的基本思想是，k域数据不是由单个线圈 而是根据图3A是由例如组件线圈(线圏1至线圈3)、即线圈阵列的线性排列 来记录的。该阵列中每个在空间上独立的线圈都携带一定的空间信息，该信息 被用于通过组合同时采集的线圏数据来实现完整的位置编码。这意味着可从一 个单独记录的k域行31 (在下面的图中以灰色显示)也可以确定、也就是再现 多个未扫描的、在k域中移动的(在下面的图中用点示出)其它行32。这种完 整再现的数据组在图3B中针对3个组件线圏的情况示出。
因此，PPA方法将线圈阵列的部件中包含的信息用于部分替换费时的辨位 编码，该相位编码在正常情况下是用相位编码梯度产生的。由此相应于減;J、的 数据组的行数与传统(即完整的)数据组的行数之比减少了图像测量时间。在 典型的PPA获取中，与传统的采集相比仅采集相位编码行的一部分(1/2、 1/3、 1/4等)。然后对该数据应用特殊的再现，以再现出缺少的k域行并由此仅以一部分时间获得完整的视场(FOV)图像。
通常表示代数方法的再现方法对应于相应的PPA技术。最普遍的PPA技 术是基于图像空间的方法如SENSE ( sensitivity encoding,灵敏度编码)和基于 k域的方法如GRAPPA ( Generalized Autocalibration PPA,通用自动校准PPA ) 及其相应的书t生方法。
在所有PPA方法中，还需要采集额外的校准数据点(额外测量的中心参考 行，如图3中的33)，这种校准数据点被插入到实际的测量数据中，并且基于 这些校准数据点才可以使缩减的数据组完整。
为了优化再现的质量和SNR，根据GRAPPA的再现从例如N个不完整测 量的数据组(直到欠扫描线圈图像的参考行33;图2:线圈1至线圈N)中又 产生N个数据组(线圈图像)，该N个数据组总是在k域中而本身又分别是完 整的。因此，各个线圈图像的傅立叶信息产生N个无褶皱的单个线圈图像，它 们的组合在位置空间(例如借助平方和再现)产生SNR和信号分辨率都得到优 化的图像，但是其缺点是GRAPPA图像再现的计算时间在线圈数量很大时被极 度提高。
在有N个部件线圈时又产生N个完整的单个线圈数据组的GRAPPA再现 (图2 )，基于不完整数据组的测得的行的线性组合，在此获得为此所需要的(线 性)系数是最重要的。为此尝试线性组合不完整数据组的规则测得的(也就是 未漏掉的)行，使得额外测得的参考行(也就是校准数据点)尽可能好地与规 则测得的行匹配。由此，将该参考行用作目标函数，规则测得的行(尽可能分 布在不同部件线圏的不完整数据组中)越多，目标函数^C匹配得就越好。
这意味着，在GRAPPA再现的范围内N个部件线圈的不完整数据组必须 又被映射到该N个部件线圏上以使得这些数据组完整。在这种情况下也称为N 个GRAPPA输入通道，该GRAPPA'输入通道将被映射为N个GRAPPA输出通 道。该"映射，，以代数的方式通过向量矩阵乘法实现，其中向量代表规则测得的 k域行，矩阵表示所确定的GRAPPA系数矩阵。换句话说如果基于系数矩阵 对测得的行进行的线性组合产生对参考行(校准数据点)的良好近似，则可以 用该矩阵同样良好地再现同级别的漏掉的(以及由此未被测量的)行。系数通 常也称为加权系数，参考行携带关于线圏灵敏度的信息。
现在可以展示，根据GRAPPA的整个再现方法(也就是用于确定GRAPPA 系数矩阵以及用于映射本身)的计算时间与线圈数N成平方关系(在有些情况下甚至是超过平方)，这在线圈数较少时不会产生显著的影响(8个通道《1分 钟)，但在线圈数较大时(NS2)设备计算机的计算能力和存储容量都会导致 不可接受的计算时间。
为了考虑到对PPA成像中的CPU负荷和计算存储器越来越高的要求，目 前采用具有更多存取和主存储器(RAM)的性能更强的计算机以及基于多处理 器的并行计算机，并行计算机可以并行地承担PPA再现算法，但是本身却是很 大的成本因素。
此外，DE 102005018814 B4公开了一种类似GRAPPA的方法，该方法加 快了 GRAPPA中的图像再现方法，使得即使在线圏数很大时也能将计算时间保 持在目前还能容忍的界限内。这通过以下方式实现不再再现每一个线圏的所 有未测得的k域行，而是再现一部分，例如每个线圈的每第三行，这相当于在 所谓P模式中的运行，或者相当于在MRT设备的硬连线或基于软件的模式矩 阵配置的初级模式中的运行。输出通道的些微减小就已经降低了 GRAPPA再现 矩阵的复杂度，使得所需要的用于GRAPPA再现的计算时间大大降低。但是由 于不再通过GRAPPA再现使所有N个(参见图5A)不完整测量的数据组完整 并进行傅立叶变换，而是从N个不完整测量的数据组中通过GRAPPA再现使不 完整数据组的一部分而且是减小的集合完整、进行傅立叶变换和叠加(参见图 5B),使得可能丢弃可再现信息(被漏掉的k域行)。这带来了信噪比受到一定 恶化的缺陷，目前该恶化在减少计算时间的同时是必须被接受的。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题在于，提供一种方法和执行该方法的系统， 该方法尤其是在使用数量很多的PPA编码的部件线圏时加快了 PPA再现，而不 象目前那样出现损失SNR的情况。
根据本发明，提供一种用于基于部分并行获取(PPA)通过激励核自旋和 测量由所激励的自旋表示出的高频信号对人体的关联区域进行》兹共振成像的方 法，该方法包括以下步骤
-步骤A:通过相敏组合方法从事先测得的N个子线圈的一个子线圈序列 的参考行中计算出k域单通道参考图像[R—kal];
-步骤B:通过求解方程[R一kal]-[W]x[I一kal]计算GRAPPA系数矩阵[W], 其中[I一kal]表示该子线圈序列中的 一块；-步骤C:通过将[W]用于所述N个子线圏的事先测量的欠扫描的子线圈 序列的连续彼此推移的块[1—z]，连续地使k域单通道图像[R]完整并将[R]变换 到图像空间。
优选在步骤A中通过ACC方法计算[I^ka1]。
此外，优选参考行在所述子线圈序列的中间区域SP一k—kall至SP一k一kalN 形成完整扫描的k域行的块。
在本发明方法的优选实施方式中，将[W]用于块[I一z]产生[R]的子矩阵 [R_z]，其中[I^z]的的同一边界行总是对应于该块[Lz]中的测得的k域行，[R_z] 的其余的k域行对应于块[1—z]中与该边界行相邻的漏掉的k域行。
在本发明方法的另一个优选实施方式中，块的推移长度在在加速方向上推 移的情况下相当于加速因子AF。
此外优选的，块[I一kal]在几何特征上对应于块[I一z]。
尤其当步骤B中给定的方程是超定时，矩阵[W]的代数计算以及整个代数 再现会很稳定。
根据本发明，还提供一种设备，其适合于执行根据本发明的方法。 此外，根据本发明还提供一种计算机软件产品，其在与核自旋断层造影设 备连接的计算装置上运行时实施根据本发明的方法。
下面参照附图借助实施例详细解释本发明的其它优点、特征和特性。
图1示出本发明的用于执行本发明方法的MRT设备的示意图，
图2示意性示出根据GRAPPA再现图像的过程， '
图3A详细示出包括参考行的3个缩减的数据组的k矩阵的记录特征，
图3B示出图3A的再现后(完整化)的数据组，
图4示出本发明方法的流程图，
图5A示出在GRAPPA中欠扫描的数据块的一段，
图5B示出在加速的GRAPPA中欠扫描和缩减的数据块的一段，
图5C示出本发明方法中欠扫描的数据块的一段，
图6示出本发明的方法步骤一校准，
图7示出本发明的方法步骤~^现。
具体实施例方式
图1示出根据本发明产生对象的核自旋图像的磁共振成像设备或核自旋断 层造影设备的示意图。该核自旋断层造影设备的结构在此对应于传统断层造影 设备的结构。基本场磁铁1产生时间上恒定的强磁场，用于极化或定向对象的 检查区域内的核自旋，该检查区域例如是人体的待检查部位。该核自旋共振测 量所需要的基本场磁铁的高度均匀性是在测量空间V中定义的，人体的待检查 部位将被送入该检查空间中。为了支持该均匀性要求并尤其是消除不随时间变 化的影响，在合适的位置上设置由铁磁材料制成的所谓的填隙片。随时间变化
的影响通过补偿线圈2消除，该补偿线圈由补偿电源控制。
在基本场磁铁l中设置了由多个绕组、即所谓的子绕组组成的梯度线圈系 统3。每个子绕组由放大器提供电流，以便在笛卡儿坐标系的各个方向上产生 线性梯度场。在此梯度场系统3的第一子绕组产生x方向上的梯度Gx，第二子 绕组产生y方向上的梯度Gy,第三子绕组产生z方向上的梯度Gz。每个放大器 包括数字模拟转换器，后者由用于及时产生梯度脉冲的序列控制器18控制。
在梯度场系统3内设置了高频天线4，其将高频功率放大器输出的高频脉 冲转换为磁交变场，用于激励待检查对象或该对象的待检查区域的核并定向核 自旋。高频天线4由一个或多个高频发射线圈和多个高频接收线圈组成，它们 例如以PPA成像系统中部件线圏线性阵列的形式存在。高频天线4的高频接收 线圈还将从占优(praezedieren)的核自旋发出的交变场、也就是通常由一个或 多个高频脉沖以及一个或多个梯度线圏组成的脉冲序列所引起的核自旋回波信 号转换为电压，该电压通过放大器7输入高频系统22的高频接收通道8中。高 频系统22还包括发射通道9，其中产生高频脉冲用于激励核磁共振。在此，各 高频脉冲由于通过设备计算机20预先给定的脉冲序列而在序列控制器18争数 字地表示为复数序列。该复数序列将作为实部和虚部分别通过输入端12输入高 频系统22中的数字模拟转换器，并由该转换器输入发射通道9。在发射通道9 中将该脉沖序列调制到高频载波信号上，该载波信号的基本频率等于测量空间 中核自旋的共振频率。
将发射运行转换为接收运行是通过发射-接收转换器6进行的。高频天线 4的高频发射线圈将用于激励核自旋的高频脉冲射入测量空间V中，并通过高 频接收线圏扫描所产生的回波信号。相应获得的核共振信号将在高频系统22 的接收通道8中被相敏地解调，并通过相应的模拟数字转换器转换为测量信号的实部和虚部。通过图像计算机17从这样获得的测量数据中再现出图像。对测
量数据、图像数据和控制程序的管理通过设备计算机20进行。由于控制程序的 预先给定，序列控制器18控制所期望的各脉冲序列的产生，以及对k域的对应 扫描。尤其是，序列控制器18在此控制梯度的及时通断、具有限定相位和振幅 的高频脉冲的发射、以及核共振信号的接收。高频系统22和序列控制器18的 时基由同步器19提供。通过包括键盘以及一个或多个显示屏的终端21选择用 于产生核自旋图像的对应控制程序，以及显示所产生的核自旋图像。
为了能用MRT设备执行PPA测量，目前标准的是尤其在相位编码方向上 (y方向，LIN)不是使用单个线圈，而是使用由多个线圈组成的阵列。这种所 谓的部件线圈(子线圈)与线圈阵列连接，并且部件线圈相互相邻或叠加地排 列，由此同样可以记录边界上的、叠加的线圈图像。如果在改善SNR的同时不 延长采集时间，则线圈阵列的线圈必须同时接收。因此每个线圈都需要自己的 接收器，如上面提到的由放大器、混频器和模拟数字转换器组成的接收器:'该 硬件非常昂贵，在实际中会限制阵列中的线圏数量。目前通常采用最多具有32 个单线圈的阵列。
但是想要明显提高PPA线圈阵列的部件线圈的数量。多达96个输入通道 的系统还在试验阶段。其中已经表明，这样高数量的PPA线圈提高了对设备计 算机或系统控制器例如涉及计算功率和存储器空间的硬件和软件要求。在几种 PPA方法中，功率要求的提高尤其明显，例如在图像再现计算时间与参与部件 线圈的数量成过平方关系的GRAPPA中。
如在导言中介绍的那样，图像再现的计算时间虽然可以通过减少再现后的
行的数量来减少，但是仅在有限的程度内，而且仅在极大地损失SNR的条件下， 这导致了恶化的图像质量。
本发明的目标是提供一种方法来减少在线圈数量很多时的用于再现图像 的计算时间，同时不会引起对SNR的影响。
本发明的方法与以前一样基于在校准后用预定数量的PPA线圈欠扫描位 于MR设备的均匀空间中的对象(例如患者)，也就是根据加速因子(acceleration factor, AF)仅测量每第二、第三、第四等k域行，并重新再现由于欠扫描而缺 少的4亍。
下面借助图4、 5A至5C以及图6、图7详细解释本发明的方法。该方法 基本上由两个片段组成校准(图6)和再现(图7)。图4示出流程图，其中显示本发明方法的各个步骤。图6和图7进一步显 示了这些步骤。
在第一步骤Sl中，在k域中测量N个子线圈(SP1至SPN)的一个子线闺序 列(SP—k一kall至SP—k一kalN)的N组参考行，优选在相应k矩阵的中心区域中 (SPk_i, i=l至N)。图6示出N-6的情况。
在线圈数量为N个子线圈(PPA线圈)时，在k域中获得N个子数据组 (SP_k—kall至SP—k_kalN)(不是欠扫描的而是不完整的，因为该子数据组包含 的4亍太少)。
在另 一个步骤S2中，通过傅立叶变换(FT )将所有N个子数据组(SP—k一kall 至SP—k一kalN)变换到图像空间中。这产生了 N个对象断层图像(子图像 SP—B—kail至SP一B一kalN)的序列，这些对象断层图像根据不同的子线圈排列 和线圈灵敏度而具有随位置不同的强度分布。
每第i个子数据组的测量值AOc,力是复数
5, (;c，力=力|. e'"w). |s, (x,力i.,'"'力
其中，i-l...N表示线圈下标。15(;c，力l大致相当于质子密度p(x,力，但是也受到 外部影响(例如横向或纵向驰豫)的干扰。s,(JC,力叫f,Oc,力IV"")代表线圈i的
复数线圈灵敏度，并优选标准化为
此外p(x,力表示MR信号的相位，而且对所有通道来说大小相等。该相位 还应当在各个通道的信号组合之后保留在虚拟通道内。最后，y,(x,力代表各线
圈灵敏度的相位，其对每个线圏i都可以是不同的，而且在本发明方法中应当 通过相敏的组合方法(例如ACC)来消除。
由于每个子数据组本身表示虽然不是欠扫描但却是不完整的数据組，因此 所产生的子图像虽然没有褶皱，却只有粗略的分辨率(在图6中通过粗略的菱 形图案表示)，但是这种分辨率对于校准的目的是足够的。
在下个步骤S 3中，将所有子图像组合为图像空间中的唯 一 的 一 个图像(組 合图像KB)，而且通过该组合不产生或只产生最小的信息损失，该信息损失通 过SNR的损失表示。
存在不同的方法来执行图像空间中的这种"优化组合"。非常适合的方法在下面示出
所谓的ACC (Adaptive Coil Combine, ACC )方法在任意的SNR条件下， 在保持相位信息的同时实现最佳的、也就是最大程度无SNR损失的图像组合。 因此，该方法是目前最适合本发明方法的组合方法。因此下面该方法将作为描 述本发明方法的基础。
在ACC方法中，用每个线圈i的复数共扼的线圈灵敏度e;(;c,力对每个线圏 图像的各个测量值万,Oc,力进行加权并进行累加(自适应线圈组合)
<formula>formula see original document page 11</formula>
在如上所述优选标准化线圈灵敏度，使得fh(x,力l24的前提下(但不是
一定的)进行最后步骤。
线圈灵敏度例如可以通过校准矩阵的本征值计算来确定。通过ACC形成 的组合图像KB仍然是粗略分辨的，但是没有褶皱而且是复数的，因此具有相 位，并且就SNR来说是所有子线圏图像的最佳的、也就是最大程度无损失的参 考行组合。
由于该组合图像KB在图像空间中仍然是复数的，可以在本发明方法的另 一个步骤S4中通过反傅立叶变换(IFT)重新变换回k域。该IFT反变换的步 骤S4提供了 ( 二维的)k域矩阵[R一kal]，其是通过ACC从低分辨率的特定于 线圈的参考行块序列(k域矩阵SP—k—kail至SP—k—kalN)中获得的，并因此同样 不是高分辨率的，也就是不是完整的。由于该经过反变换的k域矩阵[R—kal]没 有分配给特定的通道(同义词线圈)，而是通过ACC方法表示由所有线圈(通 道)的参考行形成的组合，因此该k域矩阵在下面称为"k域单通道参考图像 [R一kal]"或称为"虛拟通道[R一kal]"。
该虚拟通道[R—kal]仍具有参考行(优选的是中央k域行)，这些参考行如
在GRAPPA中的参考行一样用作用于计算由再现系数组成的(GRAPPA)再现矩阵[W]的目标函数。
该矩阵[W]的(再现)系数的计算如在GRAPPA或在根据DE 102005018814 B4中的加速GRAPPA中(在该文献中称为"校准方法，，或"校准") 一样通过根据 按照步骤S5的矩阵[W]求解优选超定的线性方程进行 [R—kal] = [W] x [l一kai;i
校准公知的寻找的公知的。:表示在校准中即在S1中获得的测量值(参考行)中的一块，该测
据步骤S13通过"块，，几何地定义哪些测得的行借助线性组合(代数地)被用于 再现哪些漏掉的或虚拟的行。
在图5C中以虚线示出这样的一块。示出测得的行的横截面，而且该行被 映射为小圆。对再现行示出横截面并作为十字示出。块映射来自所有测得的和 漏掉的k域行的一个几何区域或片段(例如横截面)，对该区域或片段采用再现 矩阵，以便用测量值占据(也就是再现)待再现的k域区域(例如在校准方法 中是待再现的矩阵[R—kal],在再现方法中是待再现的矩阵[R]或形成[R]并使 其完整的子矩阵[R—z])。这样在N个子线圈以及加速因子AF = 2时的"块大小4" 例如表示.'4个测得的行以及3个漏掉的行(根据图5C: 4列和每一列N个由 N个子线圈测得的k域行)。:如上所述表示变换回k域的、粗略分辨^f旦是完整无褶皱的组合图 像[KB]，其形式为具有参考行的k域矩阵，其中这些k域行(参考行)用作目 标函数，用于代数地通过线圏图像(SP-k一ka11至SP—k_kalN或矩阵[I一kal])的线 性组合按照上述等式来确定GRAPPA再现矩阵[W]。在本发明方法中AF=2的 情况下，[R—kal]是由通过ACC产生的k域单通道参考图像(虚拟通道)的两 个相邻行(在图5C中是虚拟通道中的两个相邻十字)组成的矩阵，其中一行 总是代表测得的行，另一行代表块[I一kal]的漏掉的行，或用作目标函数用于通 过[W]将[1—kal]的值与[R—kal]匹配。
在AF-3， AF:4等等的情况下，[R—kal]表示由3个、4个等等相邻的行 组成的矩阵，其中[P^kal]参考行总是对应于[Lkal]的一个测得的行，[RJcal]的 其余行总是对应于[1—kal]中漏掉的相邻的行。通过在[R一kal]的参考行内移动块 [I—kal],所述待解的方程可以成为超定的，并且产生数值更稳定的解。:表示再现矩阵，其通过上述给定的方程计算。目标是利用在校准中确定的矩阵[W]在再现方法中从欠扫描的子线圈序列(SP一k一Rekl至SP—k—RekN) 中再现出高分辨率的MR图像[R—FT]。
上面详细示出的校准方法(步骤S1至S5以及S13)主要在于，以代数方 法确定矩阵[W]，从而可以在紧接于后的再现方法(步骤S6至S10以及S14) 中也用代数方式获得完整的二维k域数据组[R]，该k域数据组在图像空间中对 应于高分辨率的、没有相位信息损失并且具有最小SNR损失的2D图像数据组。
该再现方法的前提条件是不完整或首先是空的(也就是没有被测量点占用 的)k域数据组[R],该k域数据组如[R一kal]表示虚拟通道，而且可通过子矩阵 [R—z]表示其待再现的k域行。根据本发明，这样进行再现即再现矩阵[W]被 用于块[1—z]，该块在几何特征上对应于块[1—kal]，而另一方面其代表在步骤S6 中欠扫描的子线圏序列的子数据组。
在再现([R])的第一步骤S6中，测量k域的具有i=N个通道的欠扫描的 子线圈序列。在下个步骤S14中，在该数据组内定位上面描述的块[I一z]。在下 个步骤S7中，将矩阵[W]用于[1—z]，由此子矩阵[R—z](在AF = 2时两个在矩 阵[R]内的相邻行)被完整化。在图5C中这两行被表示为虚拟通道[R]内的十字， 其中右侧的虚拟再现行对应于测得的行，左侧的虚拟再现行对应于漏掉的行(在 AF>2时存在多个漏掉的行，由此也存在多个虚拟再现行分别位于这些漏掉行 的位置上)。两个虚拟再现行以及[R一z]是在步骤S8中根据 = [R] + [R一z]
在虚拟通道[R]中记录的；[R]在[I^z]的当前位置上被测量值占据。[R]的系统地 完整化通过例如根据步骤S10将块[I一z]以及将子矩阵[R^z]垂直于通道轴和垂直 于k域行方向地、连续地在一个或另一个方向推移，而且在沿着加速方向推移 的情况下围绕AF列或在沿着非加速方向(典型的是读取方向)推移的情况下 逐点地推移。在每次块推移之后，必须根据步骤S14将子线圈序列的数据组在 现在推移后的块中更新。在新的重复的步骤S7中，将再现矩阵[W]按照以下等 式用于推移后的块[I一z]或用于在该块中更新的测量值 = [W] x [I一z] 再现所查找的 已知的 已知的， 由此新的、与以前完整化的子矩阵相邻的子矩阵[I^z]被完整化，而且再现的测 量值按照上述等式记录在[R]中。块推移，也就是步骤S7、 S8、 S10和S14—直 重复到在重复的查询S9中识别出矩阵[R]被完全完整化以及不再需要下一次块推移为止。在这种情况下，按照步骤Sll将完整化的k域数据组[R]通过傅立叶 变换变换到图像空间，由此在步骤S12中获得高分辨率的MR图像[R—FT]。 [R—FT]没有相位信息的损失，而且只有最小的SNR损失，并且没有褶皱。
本发明方法在计算时间方面的效率或节省通过与GRAPPA或与加速 GRAPPA的比较明显地示出(参见图5A、 5B和5C):
前提是N = 30个子线圈(30个输入通道)，块大小为4 (也就是[1—kal]=[I_z] 有4列，每一列有30个测得的k域行)、AF = 2 (也就是[1—z]由于各漏掉的行 而具有3列，每一列分别具有30个未测得的k域行)。
这样，根据GRAPPA的再现(图5A )，根据加速GRAPPA的再现(图5B ) 以及根据本发明方法的再现(图5C)要求[R一z]的每次再现
GRAPPA: 30 x 30 x 4 = 3600
再现的通道 输入通道 块大小 复数的相乘
加速的GRAPPA (AF = 2， 减小1/2):
15 x
30 x 4 = 1,
本发明的 方法
2
X
30 x 4 = 240 。
本发明方法的优点在加速因子更大时(例如AF-4)表现得更为明显:
GRAPPA: 3 x 30x 30x4 = 10800
加速的GRAPPA (AF = 4,
减小1/2):3 x 15 x 30 x 4 = 5400 待再现的漏掉的行块[I]中测得的行
本发明的 方法
4 x
x 30x 4 =480待再现的漏掉的行 +边界行。
下面为了更好的了解将按照图4的14个步骤的本发明的方法(步骤S1至 S14)，用3个步骤A、 B、 C总结如下
-步骤A:从事先测得的子线圈序列的参考行中通过相敏的组合方法计算 出k域单通道参考图像[R一kal],该子线圈序列具有N个子线圈；
-步骤B:通过求解以下方程 = [W] x [I—kal]
计算出GRAPPA系数矩阵[W],其中[Lkal]表示来自所述子线圏序列的块； -步骤C:通过将[W]用于事先测得的N个子线圈的欠扫描的子线圈序列
的连续相互推移的块[1—z]，连续地使k域单通道图像[R]完整，并将[R]变换到
图像空间。
还要注意，三维地实施本发明的方法也是可以的。由此可以在k域中进行 再现，或者在k域以及图像空间中混合地进行再现。
权利要求
1. 一种用于基于部分并行获取(PPA)通过激励核自旋和测量由所激励的自旋表示出的高频信号对人体的关联区域进行磁共振成像的方法，该方法包括以下步骤步骤A通过相敏组合方法从事先测得的N个子线圈的一个子线圈序列的参考行中计算出k域单通道参考图像[R_kal]，步骤B通过求解方程[R_kal]＝[W]×[I_kal]计算GRAPPA系数矩阵[W]，其中[I_kal]表示该子线圈序列中的一块，步骤C通过将[W]用于所述N个子线圈的事先测得的欠扫描的子线圈序列的连续的相互推移的块[I_z]，连续地使k域单通道图像[R]完整，并将[R]变换到图像空间。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中通过ACC方法 计算[R—kal]。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述参考行在所述子 线圈序列的中间区域(SP一k—kall至SP一k—kalN)形成完整扫描的k域行的块。
4. 根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，将[W]用于块[1—z] 而产生[R]的子矩阵[R—z]，其中，[R—z]的同一边界行总是对应于该块[1—z]中的 一个测得的k域行，而[R—z]的其余k域行则对应于块[I一z]中与该边界行相邻的 漏掉的k域行。
5. 根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，块的推移长度在 加速方向上相当于加速因子AF。
6. 根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，块[I一kal]在几何特 征上对应于块[1—z]。
7. 根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，步骤B中给是的 方程是超定的。
8. —种设备，用于执行根据权利要求1至7之一所述的方法。
9. 一种计算机软件产品，其在与核自旋断层造影设备连接的计算装置上 运行时实施根据权利要求1至7之一所述的方法。
全文摘要
本发明总的涉及医学中用于检查患者的核自旋断层造影(MRT)。本发明特别涉及一种基于部分并行获取(PPA)通过激励核自旋并测量由所激励的自旋表示出的高频信号对人体的关联区域进行磁共振成像的方法，包括步骤A.通过相敏组合方法从事先测得的N个子线圈的一个子线圈序列的参考行中计算出k域单通道参考图像[R_kal]；B.通过求解方程[R_kal]＝[W]×[I_kal]计算GRAPPA系数矩阵[W]，其中[I_kal]表示该子线圈序列中的一块；C.通过将[W]用于所述N个子线圈的事先测得的欠扫描的子线圈序列的连续的相互推移的块[I_z]，连续地使k域单通道图像[R]完整，并将[R]变换到图像空间。
文档编号A61B5/055GK101435858SQ20081017823
公开日2009年5月20日 申请日期2008年11月17日 优先权日2007年11月16日
发明者弗拉迪米尔·杰勒斯 申请人:西门子公司