一种快速多层磁共振成像方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及磁共振成像领域，具体涉及一种快速多层磁共振成像方法和装置。
【背景技术】
[0002] 为了提高磁共振图像采集速度，并行成像技术广泛应用于磁共振成像中。该技术 主要利用相控阵线圈中单个接收线圈的空间敏感度差异来编码空间信息，减少成像所必需 的相位编码步数，获得更快的扫描速度。传统的重建算法主要有SENSE( sensitivity encoding)，GRAPPA(Generalized autocalibrating partially parallel acquisitions) 等。
[0003] 多层激发成像是利用线圈敏感度信息的另一种快速成像方法。多层激发成像每次 激发多层图像，得到混叠的图像，再利用层间线圈敏感度的差异，将混叠的图像分开，得到 多层图像。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种快速多层磁共振成像方法，包括:采样模板计算，生成兼顾并行成 像和压缩感知成像要求的采样模板;根据采样模板采集数据;对所述采样数据进行重建，包 括顺序地进行压缩感知重建和并行成像重建。
[0005] 上述根据采样模版采集数据包括:采用多平面相位移位的多层激发脉冲来成像， 相邻层的激发脉冲有PI的相位差，成像后的相邻层图像移位F0V/2。
[0006] 上述采样模板计算，生成兼顾并行成像和压缩感知成像要求的采样模板包括:在 均匀降采的基础上进行变密度采样，形成最终的采样模板。
[0007] 上述对所述压缩感知重建包括：按照重建公式
重建采集 的K空间数据，其中X为重建的图像，y为采集到的k空间数据，FP为欠采样的傅立叶算子，Ψ 为稀疏变换，λ为约束项系数。
[0008] 上述述并行成像重建包括:对所述压缩感知重建后得到的图像数据经傅立叶反变 换到Κ空间，对所述变换后的数据用并行重建算法进行重建，并将多层图像分离。
[0009] 根据本申请的第二方面，提供一种快速多层磁共振成像装置，包括:模板生成模 块，用于采样模板计算，生成兼顾并行成像和压缩感知成像要求的采样模板;采样模块，用 于根据所述采样模板采集数据;重建模块，用于对所述采样数据进行重建，包括顺序地进行 压缩感知重建和并行成像重建。
[0010] 上述采样模块还用于采用多平面相位移位的多层激发脉冲来成像，相邻层的激发 脉冲有ΡI的相位差，成像后的相邻层图像移位F0V/2。
[0011]上述模板生成模块还用于在均匀降采的基础上进行变密度采样，形成最终的采样 模板。
[0012] 上述重建模块还用于按照重建公式
S建采集的Κ空间数 据，其中X为重建的图像，y为采集到的k空间数据，FP为欠采样的傅立叶算子，ψ为稀疏变 换，λ为约束项系数。
[0013] 上述重建模块还用于对所述压缩感知重建后得到的图像数据经傅立叶反变换到Κ 空间，对所述变换后的数据用并行重建算法进行重建，并将多层图像分离。
[0014] 由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：
[0015] 在本申请的【具体实施方式】中，由于压缩感知欠采样及相应的重建方法，只需采集 少量样本即可高质量重建出原始图像，减少k空间的采集线数，减少扫描时间，能够快速多 层成像。
【附图说明】
[0016] 图1为根据本申请方法一个实施例的流程图；
[0017] 图2为根据本申请方法一个实施例的采样模版；
[0018] 图3为根据本申请装置一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0020] 实施例一：
[0021] 图1为根据本申请方法一个实施例的流程图，包括：
[0022] 步骤102:采样模板计算，生成兼顾并行成像和压缩感知成像要求的采样模板。一 种实施方式，采样模版计算如下:沿频率编码方向（kx)方向全采，沿相位编码方向首先按照 并行成像模式均匀欠采(加速倍数= R1)，即每R1行采集一条相位编码线;然后在均匀降采 的基础上进行变密度采样(加速倍数= R2)，即实际采集的线数/应采集的线数= R2,变密度 采样模式符合压缩感知成像理论的要求。经过计算，得到最终需采集的相位编码线位置，即 采样模板，如图2所示，其中实心点为采集的数据点，空心点为并行成像中未采集的数据，加 号为压缩感知成像中未采集的数据。
[0023] 步骤104:根据采样模板采集数据。采用P0MP(Phase offset Multiplanar多平面 相位移位)技术的多层激发脉冲来成像，相邻层的激发脉冲有PI的相位差，成像后的相邻层 图像移位F0V/2。
[0024] 步骤106:对采样数据进行重建，包括顺序地进行压缩感知重建和并行成像重建。 一种实现方式，本步骤进一步包括：
[0025] A、用压缩感知对欠采数据直接进行重建，重建出重叠的多层激发成像图像。
[0026] -种实施方式，采用压缩感知重建方法，直接重建采集的K空间数据，重建公式如 下：
[0027] 其中X为重建的图像，y为采集到的k空间数据，FP为欠采 样的傅立叶算子，Ψ为稀疏变换，λ为约束项系数，采用非线性共辄梯度下降算法来求解。 [0028] Β、利用SENSE方法将重叠的图像分开，形成两幅图像。
[0029] -种实施方式，将A中的得到图像数据经傅立叶反变换到K空间记为将f用并行 重建算法(SENSE)进行重建，得到最终的重建结果。由于激发时采用POMP脉冲，对层间的线 圈敏感度信息利用更加充分，可以减小图像中心区域的噪声。
[0030] 实施例二：
[0031]图3为根据本申请装置一个实施例的结构示意图，包括:模板生成模块、采样模块 和重建模块。
[0032]模板生成模块，用于采样模板计算，生成兼顾并行成像和压缩感知成像要求的采 样模板。一种实施方式，在均匀降采的基础上进行变密度采样，形成最终的采样模板。沿频 率编码方向全采样，沿相位编码方向按照并行成像模式均匀欠采样，按照变密度采样模式 对采集到的数据进行随机采样，变密度采样模式符合压缩感知成像理论的要求。
[0033]采样模块，用于根据所述采样模板采集数据。一种实施方式，采用多平面相位移位 的多层激发脉冲来成像，相邻层的激发脉冲有PI的相位差，成像后的相邻层图像移位F0V/ 2〇
[0034] 重建模块，用于对采样数据进行重建，包括顺序地进行压缩感知重建和并行成像 重建。一种实施方式，按照重建公￥
6建采集的K空间数据，其中X 为重建的图像，y为采集到的k空间数据，FP为欠采样的傅立叶算子，ψ为稀疏变换，λ为约束 项系数。对压缩感知重建后得到的图像数据经傅立叶反变换到Κ空间，对所述变换后的数据 用并行重建算法进行重建，并将多层图像分离。
[0035] 压缩感知理论利用信号的稀疏性，只需采集少量样本即可高质量重建出原始数 据。本申请利用该理论，可从欠采的k空间中重建出原始图像，从而减少k空间的采集线数， 减少扫描时间，达到快速成像的目的。
[0036] 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
【主权项】
1. 一种快速多层磁共振成像方法，其特征在于，包括： 采样模板计算，生成兼顾并行成像和压缩感知成像要求的采样模板； 根据所述采样模板采集数据； 对所述采样数据进行重建，包括顺序地进行压缩感知重建和并行成像重建。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样模版采集数据包括： 采用多平面相位移位的多层激发脉冲来成像，相邻层的激发脉冲有PI的相位差，成像 后的相邻层图像移位F0V/2。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样模板计算，生成兼顾并行成像和压 缩感知成像要求的采样模板，包括： 在均匀降采的基础上进行变密度采样，形成最终的采样模板。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩感知重建包括： 按照重建公式argminfl|i>-y￡+l|￥ X|j重建采集的K空间数据，其中X为重建的图像，y为 采集到的k空间数据，FP为欠采样的傅立叶算子，Ψ为稀疏变换，λ为约束项系数。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并行成像重建包括： 对所述压缩感知重建后得到的图像数据经傅立叶反变换到Κ空间，对所述变换后的数 据用并行重建算法进行重建，并将多层图像分离。6. -种快速多层磁共振成像装置，其特征在于，包括： 模板生成模块，用于采样模板计算，生成兼顾并行成像和压缩感知成像要求的采样模 板； 采样模块，用于根据所述采样模板采集数据； 重建模块，用于对所述采样数据进行重建，包括顺序地进行压缩感知重建和并行成像 重建。7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采样模块还用于采用多平面相位移位的 多层激发脉冲来成像，相邻层的激发脉冲有ΡΙ的相位差，成像后的相邻层图像移位F0V/2。8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述模板生成模块还用于在均匀降采的基础 上进行变密度采样，形成最终的采样模板。9. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述重建模块还用于按照重建公式 argmin||以-y| + /1 ΙΨχΙ, }重建采集的Κ空间数据，其中X为重建的图像，y为采集到的k空间数 据，FP为欠采样的傅立叶算子，Ψ为稀疏变换，λ为约束项系数。 10 .如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述重建模块还用于对所述压缩感知重建 后得到的图像数据经傅立叶反变换到Κ空间，对所述变换后的数据用并行重建算法进行重 建，并将多层图像分离。
【专利摘要】本申请公开了一种快速多层磁共振成像方法，包括：采样模板计算，生成兼顾并行成像和压缩感知成像要求的采样模板；根据采样模板采集数据；对所述采样数据进行重建，包括顺序地进行压缩感知重建和并行成像重建。本申请还公开了一种快速多层磁共振成像装置。本申请的多层成像的采样方式及相应的重建方法，只需采集少量样本即可高质量重建出原始图像，减少k空间的采集线数，减少扫描时间，能够快速多层成像。
【IPC分类】G01R33/48
【公开号】CN105467339
【申请号】CN201511030684
【发明人】梁栋, 朱燕杰, 钟耀祖, 刘新, 郑海荣
【申请人】深圳先进技术研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月31日