用于使用非相干采样和冗余haar子波的动态磁共振成像的图像重建的制作方法_3

文档序号:8460621阅读:来源:国知局
实时图像被存储在海量存储装置146上的数据库中,海量存储装置146可以包括 任何期望的存储介质。当这样的图像已经被重建和传送到存储器时,数据处理服务器122 通知在工作站110上的数据存储服务器124。工作站110可以被操作员使用来归档图像、产 生影片或经由网络向其他设施发送图像。
[0036] 现在参见图2,更详细地示出系统100的RF系统128和其他组件。整体线圈阵列 136 -般包括多个线圈或线圈元件,其可以独立被多个RF发送器200驱动以产生期望的RF 激发场("FOX")。每一个RF发送器200形成信道的阵列之一,该信道的阵列当叠加时集 体限定复合RF信号。线圈阵列136也可以与多个接收器信道202 -起使用。替代地或附 加地,可以使用另一个整体RF线圈阵列(未示出)或另一个局部RF线圈来获得MR信号。 多个不同的线圈阵列结构可以被用作系统100(图1)的一部分。
[0037] RF系统126包括一组发送器200,其每一个产生个别的选择的RF激发场。在频率 合成器204的控制下产生该RF激发场的基本或载波频率,该频率合成器204从脉冲序列服 务器118接收一组数字控制信号。这些控制信号可以包括表示可以在输出206处产生的RF 载波信号的频率和相位的数据。RF载波被施加到在每一个发送器200中的调制器和上变频 器208,其中,响应于也从脉冲序列服务器118接收的信号来调制其幅度。该信号限定要产 生的RF激发脉冲的包络,并且通过依序读出一系列存储的数字值而被产生。这些存储的数 字值可以被改变以使得每一个发送器200能够产生任何期望的RF脉冲包络。
[0038] 在输出210处产生的RF激发脉冲的幅度被在每一个发送器200中的激发器衰减 器电路212衰减。每一个衰减器电路212从脉冲序列服务器118接收数字命令。所衰减的 RF激发脉冲被施加到在每一个发送器200中的功率放大器214。功率放大器214是连接到 在一组发送/接收开关216上的相应发送输入的电流源装置。在这个示例中,期望数目的N 个发送器200被使用并且通过对应的数目N个发送/接收开关216连接到在RF线圈阵列 136中的对应的数目N个线圈元件。可以使用其他发送/接收布置。
[0039] 由受试者产生的信号被线圈阵列200拾取,并且被施加到所述一组接收器信道 202的输入。在每一个接收器信道202中的预放大器218将该信号放大由从脉冲序列服务 器118(图1)接收的数字衰减信号确定的量。所接收的信号在拉莫尔频率处或周围,并且 该高频信号由下变频器220在双步骤处理中下变换,下变频器220首先在线206上将核磁 共振(NMR)信号与载波信号混频,并且然后在线222上将结果产生的差信号与参考信号混 频。该下变换的NMR信号被施加到模数("A/D")转换器224的输入,该模数("A/D")转 换器224采样和数字化模拟信号,并且将该数字信号施加到数字检测器和信号处理器226。 该数字检测器和信号处理器226产生与所接收的信号对应的16位同相(I)值和16位正交 (?值,但是可以使用其他格式。所接收的信号的数字化I和Q值的结果产生的流被输出到 数据获取服务器120 (图1)。通过参考频率发生器228来产生参考信号以及被施加到A/D 转换器224的采样信号。
[0040] 发送/接收开关216在其中要产生RF场的脉冲序列的那些部分期间被脉冲序列 服务器118 (图1)控制和引导以将N个发送器200连接到在线圈阵列136中的N个线圈元 件。每一个发送器200被脉冲序列服务器118(图1)独立地控制以在N个线圈元件的每一 个处产生期望幅度、频率、相位和包络的RF场。该N个线圈元件的组合的RF场在该过程的 成像阶段期间贯穿在受试者中的感兴趣的区域产生规定的&场。
[0041] 当未产生&场时,脉冲序列服务器118引导发送/接收开关216以将N个接收器 信道的每一个连接到相应的N个线圈元件。由在受试者体内的激发自旋产生的信号被拾 取,并且分别被处理,如上所述。
[0042] 图3描述用于诸如上面连同图1和2描述的具有多个线圈的并行成像MRI系统的 MRI系统的数据处理系统300。该数据处理系统300可以与数据处理服务器122 (图1)、工 作站110 (图1)或其任何组合对应。数据处理系统300可以与连同图1描述的组件的任何 一个集成或与其对应。在这个示例中,数据处理系统300包括存储器302、处理器304、(多 个)用户输入306、显示器308和数据存储设备310。处理器304耦合到存储器和数据存储 设备310,以执行在存储器302中存储的计算机可执行指令,以处理在数据存储设备310中 存储的扫描数据,从而从该扫描数据重建图像。可以在显示器308上呈现该重建的图像。 (多个)用户输入306可以用于向数据处理系统300提供手动指令。该数据处理系统300 可以包括更少、附加或替代的组件。例如,数据处理系统300可以被配置为服务器,诸如数 据处理服务器122,其中,不包括(多个)用户输入306和显示器308。
[0043] 数据处理系统300对于在时间上的区域(诸如二维片段或三维厚片或其他体积) 获得k空间扫描数据。可以在扫描序列期间接收扫描数据,如上所述。该扫描序列可以是 预扫描或参考扫描序列或者被配置为产生用于图像重建的欠采样扫描数据的扫描序列。然 后,该扫描数据可以被存储在数据存储设备310中。替代地,该扫描可以被MRI系统先前捕 获或获取,并且从数据存储设备310和/或不同的数据存储设备被获得。以任何一种方式, 其后从数据存储设备310可访问k空间扫描数据,以用在重建过程的校准中和/或用于图 像重建。
[0044] 用于图像重建的k空间扫描数据表示时间上的欠采样区域。该欠采样可以根据多 种采样模式。在一些实施例中,该欠采样可以包括或根据笛卡儿采样模式。笛卡儿采样模 式的每行可以与相应频率编码对应。然后该笛卡儿采样模式可以通过周期地跳过每隔一行 或周期地跳过多行来欠采样k空间。也可以实现在顺序图像中的k空间行的时间交织。可 以使用非笛卡儿采样模式,包括例如螺旋、投影和其他径向采样模式。
[0045] 在其中对于区域获得参考扫描数据的实施例中,未欠采样参考扫描数据。但是,在 一些情况下,为了节省时间,参考扫描数据可以是与用于图像重建的扫描数据相同的质量 或比其低的质量。例如,参考扫描数据可以限于k空间的低频或中心部分。
[0046] 存储器302是计算机可读存储介质,在其中计算机可执行指令或指令集被存储以 由处理器304执行来实现所公开的实施例的图像重建过程。在图3的实施例中,在线圈灵 敏度估计指令312和迭代重建指令314中布置指令。指令312、314可以被配置为分立模块 或指令集。指令312、314可以被整合到任何期望的程度。可以在存储器302中存储附加或 替代的指令集或模块。例如,与迭代重建过程相关的指令可以被划分为多个模块,而不是被 整合到所示的单个模块内。可以在存储器302上存储另一个模块或指令集,用于获得k空 间扫描数据以存储在数据存储设备310中或从数据存储设备310访问。
[0047] 线圈灵敏度估计指令312被配置为使得处理器304估计或另外确定在MRI系统中 的每一个线圈的相应的线圈灵敏度曲线。对于要重建图像的区域确定线圈灵敏度曲线。可 以基于用于区域的参考扫描数据和/或基于经由用于产生用于图像重建的非相干采样模 式获取的扫描数据而确定线圈灵敏度曲线。该指令312可以被配置为使得处理器304实 现用于估计或确定线圈灵敏度曲线的各种技术,包括例如基于特征向量的方法或平方和方 法。该基于特征向量的方法可以使用基于奇异值分解(SVD)的特征向量技术来估计每一 个线圈灵敏度曲线,基于奇异值分解(SVD)的特征向量技术可以使用在扫描数据中的所有 时间阶段上的平均k空间数据。在那些情况下,在像素位置的每一个处独立地估计线圈灵 敏度。从k空间校准数据装配校准矩阵。基于校准矩阵来计算行空间矩阵。然后将该行 空间矩阵变换为图像域,该图像域具有对于每一个像素位置的矩阵。在每个像素位置处的 最后的估计线圈灵敏度是与这样的图像域矩阵的最高特征值对应的特征向量。而且,提供 了关于可以经由指令312实现的线圈灵敏度曲线估计过程的示例的另外的细节:Lustig等 的"An Eigen-Vector Appro
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