基于时空编码单扫描磁共振成像的螺旋采样及重建方法_2

文档序号:9248587阅读:来源:国知局
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【发明内容】

[0027] 本发明的目的在于提供不需要快速切换采样梯度,极大降低对硬件的要求,并且 还能提高图像的空间分辨率W及抵抗欠采样引起混叠伪影的一种基于时空编码单扫描磁 共振成像的螺旋采样及重建方法。
[002引本发明包括W下步骤:
[0029] 1)在磁共振成像仪操作台上,打开磁共振成像仪相应的操作软件,首先对成像物 体进行感兴趣区域定位,然后进行调谐、自动匀场、功率和频率校正;
[0030] 2)用测量线性扫频脉冲功率的脉冲序列依次测量90°和180°线性扫频脉冲 (chirp脉冲)的功率,记录所测90°和180°线性扫频脉冲的功率;
[0031] 3)在核磁共振成像仪上,导入事先编译好的两维时空编码单扫描序列;打开序列 的两维时空编码模块,调入所需的90°和180°线性扫频脉冲(chirp脉冲),将所测量的功 率值赋值到所对应的功率变量中;
[0032] 4)导入chirp脉冲W及成像视野的相关参数,并设置采样梯度最大的幅值W及切 换率,通过事先编译好的螺旋梯度生成程序产生螺旋采样梯度文件,将螺旋采样梯度文件 导入到序列中,并设置相应的采样梯度值;
[0033] 5)执行步骤4)设置好的两维时空编码单扫描序列,进行数据采样,数据采样完成 后,执行下一步骤;
[0034] 6)数据采集完成后,首先根据序列参数计算出采样时刻对应的稳定相位点,其次 根据稳定相位点对采样信号的相位进行平滑处理,使数据的相位变化缓慢;
[0035] 7)对步骤6)得到的信号进行信号网格化处理,将螺旋轨迹的信号转化为笛卡尔 坐标下的信号;
[0036] 8)对步骤7)得到的信号进行两维时空编码的超分辨率重建,得到高品质的磁共 振图像。
[0037] 在步骤2)中,所述测量线性扫频脉冲功率的脉冲序列是一个一维的时空编码序 列,由一个线性扫频脉冲与时空编码梯度的组合和采样梯度构成,其中采样梯度与编码梯 度作用在同一维上,梯度面积相等,方向相反。通过设置不同线性扫频脉冲功率值进行多次 实验,从而找到合适的线性扫频脉冲功率值。
[003引在步骤3)中,所述两维时空编码模块的结构依次为;90°线性扫频脉冲、180°线 性扫频脉冲、180°的sine脉冲、PE方向偏置梯度;
[0039]所述90°线性扫频脉冲结合空间编码梯度Gp。对低带宽维(PE方向)进行空间编 码;
[0040] 所述180°线性扫频脉冲结合空间编码梯度Gf。对高带宽维(RO方向)进行空间 编码;
[0041] 所述180°sine脉冲结合层选梯度町,进行层选;
[0042] 所述在PE方向偏置梯度的面积为空间编码梯度Gp。面积的一半,正负与空间编码 梯度Gp6相反。
[0043] 在步骤4)中,所述螺旋采样梯度文件由分别作用在RO、PE方向的梯度链组成,RO 和PE方向上的梯度文件通过预先编写好的最优化程序进行计算并生成,由一系列缓慢变 化的正负切换梯度构成,两个方向上的梯度幅值不超过仪器规定的最大梯度幅值,切换率 不超过仪器规定的最大切换率;为保证能够对整个视野进行解码,PE方向采样梯度累加面 积的最大绝对值等于Gp。面积的一半,RO方向采样梯度累加面积的最大绝对值等于GU的面 积。
[0044] 在步骤6)中,所述稳定相位点的计算公式可为:
[0045]
[0046] 其中,N是采样点数,T是采样间隔时间,Gr。和Gp。分别是频率编码梯度和相位编 码梯度,Gf。和GP。分别是频率解码梯度和相位解码梯度,TU和TU分别是频率解码梯度持续 时间和相位解码梯度持续时间,Ly和Ly分别是频率编码方向的成像视野和相位编码方向的 成像视野。
[0047] 所述平滑处理的公式可为:
[0048]
[0049] 其中,S是采样得到的信号,丫是磁旋比,S'是平滑处理之后的数据。
[0050] 在步骤7)中,所述信号网格化处理是通过对平滑之后的信号进行空间插值来实 现的,插值过程中除了平滑之后的信号,还需要用到原始空间位置分布信息和插值空间位 置分布信息;原始空间位置分布信息是步骤6)中计算出的稳定相位点X和y,插值空间位 置分布信息对应笛卡尔坐标下的空间位置信息。通常情况下,笛卡尔坐标下的空间位置之 间的间隔会取得较小,从而降低在网格化过程中引入的误差。
[0化1] 在步骤8)中,所述两维时空编码的超分辨率重建是基于压缩感知算法,其基本原 理是利用图像在变化域里面是稀疏表示的该个先验知识来去除混叠伪影或提高空间分辨 率.
[0052] 所述超分辨率重建的公式是:
[0化3]
[0化4]其中,〇是通过实验参数计算出来的两维时空编码感知矩
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