阵，P是重建出来的高 品质磁共振图像，S'是平滑处理之后的数据，A是稀疏变换和保真项的权衡因子，W是稀 疏变化矩阵。通过迭代算法来求解上面式子就能获得高分辨率、无混叠伪影的高品质磁共 振图像。
[0055] 作为优选，所述螺旋采样梯度需要根据不同的硬件条件W及实验物品轮廓进行相 应优化，使其最大梯度幅值和最大梯度切换率能够满足硬件要求，并且能够提高信号区域 的采样密度。所述重建方法首先是对采样得到的信号进行平滑处理，使数据的相位变化缓 慢；然后对平滑之后的信号进行网格化，最后对网格化的数据进行超分辨率重建。
[0056] 本发明首先提出两维时空编码的螺旋采样，与传统笛卡尔采样相比，螺旋采样能 够降低硬件需求，提高信号区域的采样密度；然后引入网格化和基于压缩感知的超分辨率 重建，得到高品质的磁共振图像。
[0化7] 本发明提供的基于两维时空编码单扫描磁共振成像的螺旋采样及重建方法能够 克服笛卡尔采样下梯度快速切换带来的祸流效应W及较高的硬件要求，能够在不增加采样 时间的情况下，提高信号区域的采样密度，从而提高图像的空间分辨率。并且基于螺旋采 样的时空编码超快速成像能够克服笛卡尔采样下所带来的欠采样混叠伪影，结合特定的网 格化算法W及基于压缩感知的超分辨率重建算法，能够获得高分辨率、无混叠伪影的高品 质磁共振图像。相比笛卡尔时空编码超快速成像方法，本发明的方法效率更好、成像效果更 好。
【附图说明】
[005引图1是本发明的两维时空编码单扫描螺旋序列，各个参数名称都在序列图中详细 给出。
[0化9] 图2是两维时空编码单扫描螺旋采样及重建的流程：
[0060] (a)为物体的轮廓分布图；
[0061] 化）为设计的螺旋轨迹图；
[0062] (C)为程序生成的螺旋采样梯度图；
[0063] (d)为序列采集到的螺旋数据；
[0064] (e)为平滑处理之后的实验数据；
[00化](f)为网格化之后的实验数据；
[0066] (g)为超分辨率重建之后的磁共振图像。
[0067] 图3是不同序列相同环境下的大鼠脑部磁共振图像：
[0068] (a)为多扫描序列获得的参照图；
[0069] 化）为平面回波成像获得的图像；
[0070] (C)为笛卡尔时空编码超快速成像获得的图像；
[0071] (d)为时空编码螺旋采样获得的图像。
【具体实施方式】
[0072]W下结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0073] 本发明提供了基于两维时空编码单扫描磁共振成像的螺旋采样及重建方法，具体 实施过程中的各个步骤如下：
[0074] (1)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。
[0075] (2)用测量线性扫频脉冲功率的脉冲序列依次测量并记录90°和180°线性扫频 脉冲（chirp脉冲）的功率。
[0076] 优选使用一维时空编码序列对功率变量进行阵列参数测量，目的确保信号尽可能 少的丢失。
[0077] (3)在核磁共振成像仪上，导入事先编译好的单扫描两维时空编码序列；并调入 所需的90°和180°线性扫频脉冲（chi巧脉冲），将步骤（2)中所测量的90°和180°线 性扫频脉冲（chirp脉冲）的功率值赋值到所对应的功率变量中。
[0078] 所述单扫描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。
[0079]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；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； 所述180°sine脉冲和层选梯度Gji行层选；紧接着在PE方向上施加一个偏置梯度，其 梯度面积为所述空间编码梯度Gp。面积的一半，正负与所述空间编码梯度GP。相反。
[0080] 设置所述两维时空编码单扫描序列的各个参数的步骤为；首先打开所述单扫描 两维时空编码序列的各个相关模块，包括两维时空编码模块、回波延时模块。接着根据感 兴趣区域大小设置进行相应的实验参数，包括90°线性扫频脉冲的激发频率宽度AOg。， 激发时间Tg。，功率化wrg。，180°线性扫频脉冲的激发频率宽度A0 18。，激发时间Tis。，功率 化wris。，频率编码方向的成像视野L,，相位编码方向的成像视野Ly，成像层厚度thk，破坏梯 度的强度和时间。
[0081] (4)生成螺旋采样梯度文件，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。
[0082] 所述生成螺旋采样梯度文件是指将chirp脉冲W及成像视野等相关信息导入到 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，并设置采样梯度最大的幅值 W及切换率，从而生成满足硬件需求的螺旋采样梯度文件。
[0083] (5)执行设置好的两维时空编码单扫描螺旋成像序列
[0084] 有别于常规多扫描成像序列，本方法可W-次激发获得整幅磁共振图像，从而可 W避免运动伪影；区别于常规的单扫描序列的是本方法可W进行二维的小视野成像而不会 发生折叠伪影，可W提高图像的分辨率或者进一步加快成像速度。并且相比常规的单扫描 成像方法，本方法在不均匀场上有更好的表现。如果要进行多层成像或者功能成像，首先序 列要延迟一段RD时间，目的是为了让磁化矢量弛豫恢复过来；接着，脉冲序列的各个部分 依次对成像物体进行作用，即两维时空编码、层选、延时作用直至数据采样结束，最后得到 二维的时空编码磁共振图像数据。获得一幅磁共振图像的时间大约几十US到几百US。
[0085] (6)数据采样完成后要对信号进行平滑处理，首先要根据采样参数计算不同采样 时刻对应的稳定相位点，稳定相位点的公式为：
[0086]
[0087]其中N是采样点数，T是采样间隔时间，G"和G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。然后对采样信号施加一个额外的相位，用来消除二次相位产生的相位剧烈震荡， 其公式为：
[008引
[0089] 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。经过平滑处 理之后的采样数据，其相位分布非常缓慢，方便接下来的网格化操作。
[0090] (7)对采样数据进行网格化处理。网格化处理需要利用到上一步骤中得到的平滑 之后的数据W及稳定相位点的信息，此外，我们还需要产生笛卡尔坐标下的空间位置分布 信息。网格化处理的原理就是通过插值操作，将原本分布在螺旋轨迹上的数据转化为笛卡 尔坐标下的数据，方便接下来的超分辨率重建。
[0091] (8)对网格化之后的数据进行超分辨率重建。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，本发明中利用到的超分辨率重建算法的公式是：
[0092]
[0093] 其中〇是通过实验参数计算出来的两维时空编码感知矩阵，P是重建出来的高 品质磁共振图像，S'是平滑处理之后的数据，A是稀疏变换和保真项的权衡因子，W是稀 疏变化矩阵。通过迭代算法来求解上面式子就能获得高分辨率、无混叠伪影的高品质磁共 振图像。
[0094] W下给出具体实施例：
[0095] 将两维时空编码单扫描螺旋采样及其重建方法，在活体SD大鼠上进行实施 例展示，用来验证本发明的可行性。实验测试是在一台Varian7T成像仪（Agilent Technologies,SantaClara,CA,USA)上进行。实验所采用的成像样本是约250g的活体SD 大鼠，实验前先用10%的水合氯醒溶液，按0. 4mg/100g比例，对大鼠进行注射麻醉，等大鼠 进入休