使用在放大视场中的内插计算mri rf线圈灵敏度的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有用于采集磁共振数据(142、144、156)的射频系统(114、116、120、124、126)的磁共振成像系统(100)。射频系统包括具有多个天线元件(126)的线圈(124)。MRI系统还包括用于控制所述磁共振成像系统的处理器(133)。指令(140、170、172、174)的执行令所述处理器：使用所述多个天线元件来采集(200)来自成像区内的第一视场的校准磁共振数据(142)，通过将校准磁共振数据内插到第二视场来计算(202、300、302、304、400)经修正的磁共振数据(144)，通过对所述经修正的磁共振数据进行去卷积来计算(204、500、502、504、602)线圈灵敏度核(146)，并且通过将每个线圈灵敏度矩阵核变换到图像空间中来计算(206、604、610)线圈灵敏度(148)。第二视场包含并且大于第一视场。
【专利说明】
使用在放大视场中的内插计算MRI RF线圈灵敏度
技术领域
[0001] 本发明涉及使用多个天线元件进行平行磁共振成像，具体地，其涉及用于计算针 对多个天线元件的线圈灵敏度的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在平行磁共振成像中，由多个天线元件同时采集正在测量的k空间的一部分。由多 个天线元件采集的数据被组合以得到完整磁共振图像。通常，灵敏表面线圈元件围绕对象 放置。由多个天线元件中的每个收集的图像数据使用针对每个线圈元件的空间相关线圈灵 敏度被组合在一起。
[0003] 通常，在校准步骤期间确定线圈灵敏度。校准多个元件的一种方式是使用正交体 线圈（QBC)以及多个天线元件同时采集数据。QBC不特别灵敏;然而，它们采集具有良好空间 均匀性的数据，其能够被用于构造参考图像。能够通过由参考图像分割来自线圈元件的图 像来计算针对特定线圈元件的线圈灵敏度。
[0004] 在以下期刊论文中公开一种通过基于k空间的方法来计算线圈灵敏度的方法以将 线圈灵敏度计算作为线性系统的特性向量：Uecker等人，"ES PIRiT-An Eigenvalue Approach to Autocalibrating Parallel MRI:Where SENSE Meets GRAPPA/'Magnetic Resonance in Medicine，online，2013年5月6日。
[0005] 美国专利6,380,741B1公开使用一对射频接收线圈以及关于那些线圈的灵敏信息 以展开混叠图像从而产生完整图像。
【发明内容】
[0006] 本发明在独立权利要求中提供一种磁共振成像系统，一种操作所述磁共振成像系 统的方法，以及一种计算机程序产品。在从属权利要求中给出实施例。
[0007] 正如本领域技术人员将认识到的，本发明的各方面可以被实施为装置、方法或计 算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取如下形式:完全硬件实施例、完全软件实施 例(包括固件、驻留的软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例，总体上，所有这 些在本文中可以被称为"电路"、"模块"或"系统"。此外，本发明的各方面可以采取计算机程 序产品的形式，所述计算机程序产品被嵌入在一个或多个计算机可读介质中，在所述一个 或多个计算机可读介质上嵌入有计算机可运行代码。
[0008] 可以利用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机 可读信号介质或者是计算机可读存储介质。本文中所使用的"计算机可读存储介质"涵盖可 以存储能够由计算设备的处理器运行的指令的任何有形存储介质。计算机可读存储介质可 以指代计算机可读非暂态存储介质。计算机可读存储介质也可以指代有形计算机可读介 质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也可以能够存储能够由计算设备的处理器访问 的数据。计算机可读存储媒介的范例包括，但不限于：软盘、磁硬盘驱动、固态硬盘、闪存、 USB拇指驱动、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器 文件。光盘的范例包括紧致盘(CD)以及数字通用盘(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质也指代能够由计算机设备经由网络或通 信链路访问的各种类型的记录媒介。例如，可以通过解调器、通过因特网或者通过局域网来 检索数据。嵌入在计算机可读介质上的计算机可运行代码可以使用任何适当的介质进行传 送，包括但不限于，无线、有线、光纤线缆、RF等或者上述的任意合适的组合。
[0009] 计算机可读信号介质可以包括其中嵌入有计算机可运行代码(例如在基带中或者 作为载波的部分)的传播的数据信号。这样的传播的信号可以采取各种形式中的任意一种， 包括但不限于，电-磁、光学或者其任意合适的组合。计算机可读信号介质可以是任意计算 机可读介质，其不是计算机可读存储介质，并且其能够传送、传播或运送由指令运行系统、 装置或设备使用或者与之结合使用的程序。
[0010] "计算机内存器"或"内存器"是计算机可读存储介质的范例。计算机内存器是处理 器能够直接访问的任何内存器。"计算机储存器"或"存储器"是计算机可读存储介质的另一 范例。计算机存储器是非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储器也可 以是计算机内存器或者反之亦然。
[0011] 本文所使用的"处理器"涵盖能够运行程序或机器可运行指令或计算机可运行代 码的电子部件。对包括"处理器"的计算设备的引用应当被解释为可能包含超过一个处理器 或处理核。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指代在单个计算机系统之内或者 在多个计算机系统之间分布的处理器的集合。术语计算设备也应当被解释为可能指代每个 均包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。计算机可运行代码可以由多个处理器 运行，所述多个处理器可以在同一计算设备之内，或者其甚至可以跨多个计算设备分布。
[0012] 计算机可运行代码可以包括机器可运行指令或者令处理器执行本发明的方面的 程序。用于执行针对本发明的各方面的操作的计算机可运行代码能够以一种或多种编程语 言的任意组合来编写，包括面向对象的编程语言，诸如Java、Smalltalk、C++等，以及常规的 过程编程语言，诸如"C"编程语言或类似编程语言，并且被编译为机器可运行指令。在一些 情况下，计算机可运行代码可以是高级语言的形式或者为预编译的形式，并且可以与翻译 器结合使用，所述翻译器即刻生成机器可运行指令。
[0013] 计算机可运行代码可以完全在用户的计算机上运行、部分地在用户的计算机上运 行、作为单机软件包运行、部分地在用户的计算机上运行以及部分地在远程计算机上运行 或者完全在远程计算机或服务器上运行。在后者的情境中，远程计算机可以通过任何类型 的网络被连接到用户的计算机，所述网络包括局域网（LAN)或者广域网(WAN)或者可以实现 对外部计算机的连接(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网）。
[0014] 参考根据本发明的实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图图示 和/或方框图描述了本发明的各方面。应当理解，流程图、图示和/或方框图中的方框中的每 个方框或部分在可应用时能够由计算机可运行代码形式的计算机程序指令来实施。还应当 理解，在不互相排斥时，可组合在不同流程图、图示和/或方框图中的方框的组合。这些计算 机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机或者其他可编程数据处理装置的处理器 以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器运行的指令创建用于实 施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的单元。
[0015] 这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，其能够引导计算机、其 他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式工作，使得存储在所述计算机可读介质中 的指令产生包括指令的加工文档，其实施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定 的功能/动作。
[0016] 计算机程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上 以令一系列操作步骤在所述计算机、其他可编程装置或其他设备上执行，以产生计算机可 实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的所述指令提供用于实施在流程图 和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的过程。
[0017] 在本文中使用的"用户接口"是允许用户或操作者与计算机或计算机系统进行交 互的接口。"用户接口"也可以称为"人机接口设备"。用户接口可以向操作者提供信息或数 据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以实现来自操作者的输入被计算机接收到 并且可以向用户提供来自计算机的输出。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操控计 算机，并且所述接口可以允许计算机指示操作者的控制或操控的效果。在显示器或图形用 户接口上对数据或信息的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸 板、指点杆、绘图板、操纵杆、游戏手柄、网络相机、耳机、齿轮杆、方向盘、脚踏板、有线手套、 跳舞毯、远程控制以及加速度计对数据的接收都是用户接口部件的所有范例，其使得能够 从操作者接收信息或数据。
[0018] 在本文中所使用的"硬件接口"涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设 备和/或装置进行交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理 器来将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得处理器能够 与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于:通用串行总线、IEEE 1394端口、平行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无 线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字 输入接口。
[0019] 在本文所使用的"显示器"或"显示设备"涵盖适于显示图像或数据的输出设备或 用户接口。显示器可以输出视觉、听觉和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于:计算机 监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲人屏幕、阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态 显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、 电致发光显示器(ELD)、等离子体显示器面板(PDP)、液晶显示器(IXD)、有机发光二极管显 示器(0LED)、投影器以及头戴式显示器。
[0020] 在本文中将磁共振(MR)数据定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线 所记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。在 本文中将磁共振成像(MRI)图像定义为包含在磁共振成像数据之内解剖学数据的重建的二 维或三维可视化。这种可视化能够使用计算机来执行。
[0021] 如本文中使用的磁共振位置数据包含为了确定基准标记的位置而采集的磁共振 数据。
[0022] 在一方面，本发明提供一种磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括用于采集 来自成像区的对象的磁共振数据的射频系统。所述射频系统包括具有可操作用于采集磁共 振数据的多个天线元件的线圈。在磁共振成像技术中，用于发送和接收射频信号的天线通 常被称为线圈。多个天线元件可以可操作用于接收来自对象的独立射频传输。所述磁共振 成像系统还包括用于存储机器可读指令的存储器。所述磁共振成像系统还包括用于控制所 述磁共振成像系统的处理器。
[0023]指令的执行令处理器使用多个天线元件中的每个采集来自成像区内的第一视场 的校准磁共振数据。所述校准磁共振数据是后续用于计算针对多个天线元件中的每个的线 圈灵敏度的数据。指令的执行还令处理器通过将校准磁共振数据内插到成像区内的第二视 场来计算经修正的磁共振数据。所述第二视场包含并且大于所述第一视场。视场可以是体 积。在该情况下第一视场是第二视场内的体积。校准磁共振数据的内插可以以若干不同方 式来实现。它例如可以在图像空间中完成，或者它也可以通过在k空间内执行明确内插完 成。
[0024]指令的执行还令处理器通过针对磁共振天线元件中的每个的经修正的磁共振数 据进行去卷积来计算线圈灵敏度核。由特定线圈I在k空间中的特定点处接收或测量的信号 可以被认为是线圈灵敏度乘以正被检查的区域中的对象的磁化强度的傅里叶变换。这可以 表达为：
[0025] S； = T(c：m),
[0026] 其中Si表示针对线圈i的k空间中的测量结果，是傅里叶变换，Cl是针对线圈i的 线圈空间相关线圈灵敏度，并且m是视场(F0V)中的空间相关磁化强度。
[0027] 该方程可以重写为：
[0028] 5,- = ^ Tm 〇
[0029] 量表示能够经由去卷积来计算的线圈灵敏度核。这是由于S i被测量，并且 能够在迭代过程中被测量或计算。取的傅里叶变换产生线圈灵敏度Cl。
[0030] 实际上项?％能够被选择作为特定尺寸的核。例如，能够使用去卷积来选择和计算 值的16x16块(或值的其它块）。一旦已知线圈灵敏度核，则线圈灵敏度核可以被傅里叶变换 回到图像空间，并且直接用作线圈灵敏度。
[0031] 在平行成像技术中，大量或多个天线元件用于同时记录相同的磁共振数据。每个 天线元件接收稍稍不同的信息，并且需要有校准以便重建来自所有不同天线元件的图像。 这能够单纯通过基于图像的技术来实现。然而，在使用图像处理中存在缺陷。例如，如果存 在气泡或对象中不产生磁共振或NMR信号的其它区域，则可能不进行针对该特定区域的校 准。当使用经校准的线圈灵敏度来形成平行成像技术时这可能导致问题。这可能导致最终 图像中的伪影或重影。如上所述的磁共振成像系统可以导致当执行平行成像时具有大大减 小的伪影的磁共振成像系统。
[0032] 范例可以涉及一种关于平行成像的磁共振成像方法。为了展开由于在磁共振信号 的k空间中的欠采样产生的混叠，采集RF接收线圈的线圈灵敏度分布图。线圈灵敏度分布图 由k空间核表示。借助于线圈灵敏度分布图的平滑空间变化而采用通常较小的核（即，具有k 空间中的局部支撑）。
[0033]针对单独RF线圈的k空间核可以对由加载（由待成像的物体）的RF线圈采集的磁共 振信号的去卷积和k空间参考数据来计算。在执行去卷积之前，视场扩展以包括围绕物体的 空白空间。
[0034]该实施例可以能够更好地解释线圈灵敏度分布图从物体的轮廓线的单调衰减。避 免由于不当地考虑物体的边缘并且可能导致残余展开伪影的显著误差。通过使它成为现有 视场的两倍大扩展视场常常提供良好的结果。
[0035]精确线圈灵敏度图（CSM)用于平行MR成像方法。实施例可以提供通过k空间中的去 卷积来计算CSM的方法。提出的方法可以具有优于已知方法的以下益处：
[0036]-比基于图像的CSM计算采集更少的数据。即，它能够快速地采集CSM数据。
[0037]-靠近物体的边缘的更精确CSM，导致更少的折叠伪影。在被成像物体内存在信号 缺失的情况下这也是相关的。
[0038]-更不易受噪声数据。
[0039] -比其它基于k空间的方法(例如，ESPIRiT)更快的数量级。
[0040] 在另一实施例中，通过使用校准磁共振数据重建针对每个天线元件的第一磁共振 图像来计算经修正的磁共振数据。还通过计算针对每个天线元件的经修正的磁共振图像来 计算经修正的磁共振数据。每幅经修正的磁共振图像由第二视场限定，并且通过将第一磁 共振图像粘贴到空值图像中来计算。第一视场在第二视场内。来自第一磁共振图像的数据 基本上被复制到经修正的磁共振图像中。不来自第一磁共振图像的经修正的磁共振图像中 的任何数据被设置为空或零。这也可以被描述为扩张视场并且然后用零填充扩张区域。还 通过经由对经修正的磁共振图像进行傅里叶变换来计算经修正的磁共振数据而计算经修 正的磁共振数据。
[0041]该实施例可能是有益的，原因是它提供将校准磁共振数据内插到第二视场的有效 和容易方式。使用该实施例计算的线圈灵敏度核和线圈灵敏度导致更少的伪影。
[0042]在另一实施例中，通过将针对多个天线元件中的每个的磁共振数据的校准内插到 傅里叶空间中的点的预定集合来计算经修正的磁共振数据。傅里叶空间中的点的预定集合 表示第二视场。磁共振成像的傅里叶空间中的点的内插从以下文章获知：Rische等人， "Resampling of Data Between Arbitrary Grids Using Convolution Interpolation"， IEEE Trans.on Medical 111^8丨1^，￥〇1.198，1999 4?.385-392。该实施例也可以提供在使 用平行成像技术进行磁共振成像中使用这些效果的有效手段。
[0043]在另一实施例中，针对天线元件中的每个的经修正的磁共振数据包括傅里叶空间 中的点的第一集合。傅里叶空间中的点的预定集合包括傅里叶空间中的点的第一集合。该 实施例可能是有益的，这是因为当选择或决定点的预定集合时测量点被重新使用。
[0044] 在另一实施例中，指令的执行还令处理器通过对单位单元进行转化来生成傅里叶 空间中的点的预定集合。当在本文中使用时单位单元包含可以转化到不同位置的傅里叶空 间中的点的集合。在一些实施例中，单位单元与线圈灵敏度核尺寸相同。该实施例的优点在 于可以有效地计算线圈灵敏度核。
[0045] 用于内插的网格将用于计算核。为了适合于该任务，存在有利地需要满足两个要 求：
[0046] 1.必须通过对单位单元进行转化来生成网格（即，它必须类似于晶格）。笛卡尔或 六边形是可行的，但是放射状和螺旋形是不行的。该要求是必须的，因为是如果不满足，卷 积不能写成使用离散核的方程的线性系统。
[0047] 2.网格必须编码具有围绕物体的足够空白空间的视场。该要求不如上一条的要求 严格，因为你可以争论多少空间是足够的。这取决于线圈几何形状和CSM的精度的目标水 平。
[0048] 该背景在于由k空间核限定的CSM总是随着视场具有周期性。即，在图像的左和右 边缘处的CSM的值是相同的。
[0049] 但是，在另一方面，典型的表面线圈的灵敏度具有对距离的强相关性。即，CSM具有 在物体的一个边缘上的高值和在相对边缘上的低值。
[0050] 该第二要求保证物体的边缘不过于接近图像的边缘，因为真实CSM则不能由核建 模。
[0051] 将能够基于选择的核宽度和真实CSM的动态范围来估计围绕物体需要多少空白空 间。
[0052]可以使用满足两个要求的任何网格。可以预料与用于数据采集的网格共用点的网 格是有益的，因为采集到的数据则可以在公共点处被使用而不需要内插。如果首先在正确 网格上采集数据，根本不需要内插。但是这不是优选的，这是因为采集是耗时的并且不加入 新信息。在k空间中的内插是在更大视场的网格上生成值的更有效方式(并且在图像空间中 的零填充只是从给定笛卡尔网格内插到具有更精细间隔的笛卡尔网格的特别有效方式）。 [0053]在另一实施例中，射频系统还包括体线圈。指令的执行还令处理器在校准磁共振 数据的采集期间使用体线圈来采集来自第一视场的体线圈磁共振数据。指令的执行还令处 理器通过将体线圈磁共振数据内插到第二视场来计算经修正的体线圈磁共振数据。例如可 以使用上述的基于图像的方法来执行该内插，其中体线圈磁共振数据被重建为图像，并且 然后被放置到第二视场中并且然后被重新变换回到傅里叶空间。备选地，体线圈磁共振数 据能够被内插到傅里叶空间中的点的预定集合。将针对多个天线元件中的每个的线圈灵敏 度核关于经修正的体线圈磁共振数据进行去卷积。在该实施例中，不过度灵敏的体线圈对 于采集对象的均匀测量结果是有用的。体线圈或正交体线圈用于执行和采集之后在去卷积 过程中使用的参考数据。
[0054]在另一实施例中，指令的执行令处理器通过初始地将参考图像设置成预定值来对 针对多个天线元件中的每个的线圈灵敏度核去卷积。指令的执行令处理器进一步通过迭代 地重复以下步骤来对针对多个天线元件中的每个的线圈灵敏度核进行去卷积:第一迭代步 骤是通过将针对多个天线元件中的每个的经修正的磁共振数据关于参考图像的傅里叶变 换进行去卷积来计算中间线圈灵敏度核。第二迭代步骤是然后通过将每个中间线圈灵敏度 核变换到图像空间中来计算针对多个天线元件中的每个的中间线圈灵敏度。第三迭代步骤 是使用中间线圈灵敏度和校准磁共振数据来重新计算参考图像。
[0055] 这些迭代步骤然后被重复预定次数或直到参考图像已收敛到预定统计度量内时。 例如，如果参考图像与先前使用的参考图像之间的平均变化小于预定量，则方法可以停止。 在该方法中，代替使用来自体线圈的测量结果，而是简单地使用被设置为预定值的图像。执 行去卷积过程，并且然后结果与得到的线圈灵敏度和校准磁共振数据一起用于重建新的参 考图像。该过程一再地重复固定循环数量或者直到图像已收敛。该实施例可能是有益的，这 是因为它消除使用体线圈的需要。它也优于使用来自多个天线元件中的单个的测量结果， 因为多个天线元件可能不从整个对象均匀地采集数据。
[0056] 也可以如下描述迭代方法。表面天线元件的信号Si由以下模型描述：
[0057] St = qm ?
[0058] 其中，上箭头表示傅里叶变换，m是物体的磁化强度，并且Cl是线圈灵敏度。即，每 个表面天线元件感测根据其自身的灵敏度分布图加权的相同物体磁化强度。
[0059] 常见假设是QBC具有均匀接收灵敏度(QBC=1)。在该情况下，QBC信号能够用作线 圈灵敏度的参考并且以上方程可以被变换为：
[0060] Q = = gj * m = $ * 。
[0061] 如果采集表面线圈信号和QBC信号，可以通过例如去卷积根据该方程计算Cl的值。 如果不采集QBC信号，必须使用不同参考图像。原则上，可以任意地选择参考图像。得到的线 圈灵敏度将与选择的参考图像相关。参考图像的常见选择是使用平方和（SoS)图像Σ?Α%， 其中，星号表不复共辄。
[0062] 然而，如果线圈灵敏度将由k空间中的小核表示，参考图像的该选择不是最佳的， 这是由于SoS图像的相位总是为零。因此，估计线圈灵敏度的相位由可能不足够平滑以由小 核表示的表面线圈图像的相位直接给出。即，使用参考图像的该选择，如果核尺寸选择得太 小，由去卷积方法产生的线圈灵敏度可能具有高误差。
[0063]代替使用SoS图像，更好的是选择具有非零相位的参考图像。良好参考图像的一种 方式是在迭代程序中计算它。
[0064]初始化:开始于均勾参考图像:mQ=l [0065] 迭代：1.根据\ = * %通过去卷积计算Ci,k
[0067] 该迭代很快速地收敛到稳定参考图像。通常，它可以在3次迭代之后结束。即，m3将 用作参考图像，而不是SoS图像。
[0068] 在另一实施例中，参考图像的预定值是均匀值。该实施例可能是有益的，这是因为 不必知道或准确猜测在开始迭代方法之前对象看上去像什么。
[0069] 在另一实施例中，存储器还包含描述平行成像磁共振成像技术的脉冲序列数据。 脉冲序列数据使处理器能够使用平行成像磁共振技术来采集磁共振数据。在平行成像中， 从阵列或多个天线元件采集减少量的k空间数据。一些公知技术例如是SENSE技术。另一公 知平行成像技术是所谓的GRAPPA技术。
[0070] 指令的执行还令处理器使用脉冲序列数据来控制磁共振成像系统采集成像磁共 振数据。在该情况下，多个天线元件用于采集磁共振数据。多个天线元件中的每个采集k空 间数据的有限区域。接着，指令的执行还令处理器使用所述成像磁共振数据和针对所述多 个天线元件中的每个的所述线圈灵敏度来重建磁共振图像。该实施例可能是有益的，这是 因为它可以能够重建具有更少伪影的磁共振成像。
[0071] 在另一实施例中，指令的执行还令处理器通过裁剪其对第一视场的线圈灵敏度来 重新计算多个天线元件中的每个的线圈灵敏度。这在节省存储器空间方面可能是有益的。 当执行平行成像时，将不使用在第一视场的外部的线圈灵敏度。
[0072] 在另一方面，本发明提供一种操作磁共振成像系统的方法。所述磁共振成像系统 包括用于采集来自成像区的对象的磁共振数据的射频系统。所述射频系统包括具有可操作 用于采集磁共振数据的多个天线元件的线圈。所述方法包括使用多个天线元件中的每个来 采集来自成像区内的第一视场的校准磁共振数据的步骤。所述方法还包括通过将校准磁共 振数据内插到成像区内的第二视场来计算经修正的磁共振数据的步骤。第二视场包含并且 大于第一视场。所述方法还包括通过对针对多个天线元件中的每个的经修正的磁共振数据 进行去卷积来计算线圈灵敏度核的步骤。所述方法还包括通过将每个线圈灵敏度矩阵核变 换到图像空间中来计算针对多个天线元件中的每个的线圈灵敏度的步骤。
[0073] 在另一实施例中，通过使用校准磁共振数据来重建针对每个天线元件的第一磁共 振图像来计算经修正的磁共振数据。还通过计算每个天线元件的经修正的磁共振图像来计 算经修正的磁共振数据。每幅经修正的磁共振图像由第二视场来限定，并且通过将第一磁 共振图像粘贴到空值图像中来计算。还通过对经修正的磁共振图像进行傅里叶变换来计算 经修正的磁共振数据而计算经修正的磁共振数据。
[0074] 在另一方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括用于控制磁共振成像系统的 处理器的机器可读指令。所述磁共振成像系统包括用于采集来自成像区的对象的磁共振数 据的射频系统。射频系统包括具有可操作用于采集磁共振数据的多个天线元件的线圈。指 令的执行令处理器使用多个天线元件中的每个来采集来自成像区内的第一视场的校准磁 共振数据。指令的执行还令处理器通过将校准磁共振数据内插到成像区内的第二视场来计 算经修正的磁共振数据。第二视场包含并且大于第一视场。指令的执行还令处理器通过针 对多个天线元件中的每个的经修正的磁共振数据进行去卷积来计算线圈灵敏度核。指令的 执行还令处理器通过将每个线圈灵敏度矩阵核变换到图像空间中来计算针对多个天线元 件中的每个的线圈灵敏度。
[0075] 在另一实施例中，通过使用校准磁共振数据来重建针对每个天线元件的第一磁共 振图像来计算经修正的磁共振数据。还通过计算针对每个天线元件的经修正的磁共振图像 来计算经修正的磁共振数据。每幅经修正的磁共振图像由第二视场来限定并且通过将第一 磁共振图像粘贴到空值图像中来计算。还通过对经修正的磁共振图像进行傅里叶变换来计 算经修正的磁共振数据而计算经修正的磁共振数据。
[0076] 在另一实施例中，通过将针对多个天线元件中的每个的校准磁共振数据内插到傅 里叶空间中的点的预定集合来计算经修正的磁共振数据。傅里叶空间中的点的预定集合表 示第二视场。
[0077] 应当理解本发明的前述实施例中的一个或多个可以进行组合，只要组合的实施例 不相互排斥。
【附图说明】
[0078] 在下面将仅仅通过范例并且参考图描述本发明的优选实施例，其中：
[0079] 图1图示了磁共振成像系统的范例；
[0080] 图2图示了操作图1的磁共振成像系统的方法的范例；
[0081] 图3还图示了图2中所示的方法的变型；
[0082] 图4还图示了图2中所示的方法的变型；
[0083]图5还图示了图2中所示的方法的变型；
[0084] 图6还图示了图2中所示的方法的变型；
[0085] 图7示出了一维物体的磁化强度的绘图；
[0086] 图8示出了针对图7中的数据使用若干不同方法计算的CSM的绘图；
[0087]图9示出了比较图8的计算的CSM的绘图；
[0088]图10示出了使用利用传统图像分割方法计算的CSM计算的SENSE磁共振图像； [0089]图11示出了使用利用去卷积计算的CSM计算的图10的SENSE磁共振图像；
[0090] 图12示出了使用利用去卷积和F0V扩展计算的CSM计算的图10的SENSE磁共振图 像；以及
[0091] 图13示出了使用压缩感测和不同CSM计算产生的两幅磁共振图像。
[0092] 附图标记
[0093] 200 第一项
[0094] 100磁共振成像系统
[0095] 104 磁体
[0096] 106磁体的膛
[0097] 108成像区
[0098] 110磁场梯度线圈
[0099] 112磁场梯度线圈电源
[0100] 114体线圈
[0101] 116收发器
[0102] 118 对象
[0103] 120对象支撑物
[0104] 122收发器
[0105] 124磁共振图像线圈
[0106] 126天线元件
[0107] 130计算机
[0108] 132 硬件接口
[0109] 134 用户接口
[0110] 136计算机存储装置
[0111] 138计算机存储器
[0112] 140脉冲序列
[0113] 142校准磁共振数据
[0114] 144经修正的磁共振数据
[0115] 146线圈灵敏度核
[0116] 148线圈灵敏度的集合
[0117] 150第一磁共振图像
[0118] 152经修正的磁共振图像
[0119] 154傅里叶空间中的点的集合
[0120] 156体线圈磁共振数据
[0121] 158经修正的体线圈磁共振数据
[0122] 160参考图像
[0123] 161中间线圈灵敏度核
[0124] 162中间线圈灵敏度
[0125] 164成像磁共振数据
[0126] 166诊断磁共振图像
[0127] 17〇控制模块
[0128] 172图像重建和傅里叶变换模块
[0129] 174 k空间内插模块
[0130] 700 1-D 物体
[0131] 702空间坐标
[0132] 704物体磁化强度
[0133] 800线圈灵敏度
[0134] 802真实的线圈灵敏度
[0135] 804使用图像分割计算的线圈灵敏度
[0136] 806使用傅里叶空间中的去卷积的线圈灵敏度
[0137] 808使用F0V扩展的线圈灵敏度
[0138] 900线圈灵敏度误差
[0139] 1000 伪影
[0140] 1300磁共振图像
[0141] 1302磁共振图像
[0142] 1304 伪影
【具体实施方式】
[0143] 在这些图中相似编号的元件是相当的元件或者执行相同功能。如果功能是相当 的，先前已论述的元件不必在后面的图中被论述。
[0144] 图1示出了磁共振成像系统100的范例。磁共振成像系统100包括磁体104。磁体104 是超导圆柱型磁体104,具有通过其中的膛106。不同类型的磁体的使用也是可能的，例如也 可能使用分裂圆柱形磁体或所谓的开放磁体。分裂圆柱形磁体类似于标准圆柱形磁体，区 别在于低温恒温器已分裂成两个部分以允许接近磁体的等平面，例如，这样的磁体可以与 带电粒子束疗法结合使用。开放磁体具有两个磁体部分，一个在另一个上方，在其间具有足 够大以接收对象的空间：类似于亥姆霍兹线圈的两部分区域的布置。开放磁体是受到欢迎 的，这是因为对象较少被限制。在圆柱形磁体的低温恒温器的内部有超导线圈的集合。在圆 柱形磁体104的膛106内具有成像区108,其中，磁场足够强且均匀，以执行磁共振成像。
[0145] 在磁体的膛106内也具有一组磁场梯度线圈110,其用于采集磁共振数据以对磁体 104的成像区108内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈110被连接到磁场梯度线圈电源 112。磁场梯度线圈110旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈110包含用于在三个正交空间 方向上空间编码的三组独立线圈。磁场梯度电源将电流供应到磁场梯度线圈。被供应到磁 场梯度线圈110的电流作为时间的函数被控制并且可以是斜坡的或脉冲的。
[0146] 体线圈114在磁体104的膛106内。体线圈114可以是QBC。体线圈114被示为被连接 到收发器116。在一些实施例中，体线圈414也可以被连接到全身线圈射频放大器和/或接收 器，然而，这未在该范例中示出。如果发射器和接收器116被连接到全身线圈114,可以提供 用于在发射与接收模式之间切换的装置。例如，具有Pin二极管的电路可以用于选择发射或 接收模式。对象支撑物120在成像区内支撑对象118。
[0147] 收发器122被示为被连接到磁共振成像线圈124。在该范例中，磁共振成像线圈124 是包括多个天线元件126的表面线圈。收发器122可操作用于将单独的RF信号发送到单独的 天线元件126并且用于接收RF信号。在该范例中，收发器116和收发器122被示为是独立单 元。然而，在其它范例中，单元116和122可以被组合。
[0148] 收发器116、收发器122和磁场梯度线圈电源112被示为被连接到计算机130的硬件 接口 132。计算机130还被示为包含处理器133,所述处理器可操作用于执行机器可读指令。 计算机130还被示为包括用户接口 134,计算机存储装置136和计算机存储器138,其全部可 访问并且被连接到处理器133。
[0149] 计算机存储装置136被示为包含多个脉冲序列140中的一个。脉冲序列140是指令 或可以转换为指令的数据，所述指令使处理器133能够使用磁共振成像系统100来采集磁共 振数据。计算机存储装置还被示为包含由天线元件126采集的校准磁共振数据142。计算机 存储装置还被示为包含经修正的磁共振数据144。通过内插校准磁共振数据142来创建经修 正的磁共振数据144。这可以使用若干不同技术来执行。它可以利用基于图像的方法或直接 通过k空间中的内插来完成。
[0150] 计算机存储装置136还被示为包含至少使用经修正的磁共振数据144计算的线圈 灵敏度核146的集合。也可以以各种不同方式计算线圈灵敏度核146。例如，可以通过使用来 自体线圈的图像或通过迭代地计算参考图像来计算它们。
[0151] 计算机存储装置136还被示为包含根据线圈灵敏度核146计算的线圈灵敏度的集 合148。计算机存储装置还被示为包含针对每个天线元件26使用校准磁共振数据142计算的 第一磁共振图像。计算机存储装置152还被示为包含也针对每个天线元件126的经修正的磁 共振图像。经修正的磁共振图像是用零填充的图像并且然后第一磁共振图像在适当或正确 位置上被放置到其中。在一些范例中，不存在第一磁共振图像150和经修正的磁共振图像 152。在其它范例中，经修正的磁共振图像152被变换回到傅里叶空间以提供经修正的磁共 振数据144。
[0152] 计算机存储装置还显示傅里叶空间中的用作内插的点的点的集合154。在所有范 例中，不存在元件154。然而，在一些范例中，傅里叶空间中的点的这些集合154用作校准磁 共振数据142被直接内插到经修正的磁共振数据144的位置。
[0153] 在一些范例中，不存在体线圈114。在其它范例中，体线圈114用于采集体线圈磁共 振数据156。体线圈磁共振数据156是利用体线圈已经采集的磁共振数据。计算机存储装置 136被示为包含经修正的体线圈磁共振数据158。在一些范例中，经修正的体线圈磁共振数 据158与经修正的磁共振数据144一起使用以计算线圈灵敏度核146。在其它范例中，使用迭 代方法。
[0154] 如果使用迭代方法，则计算机存储装置136示出参考图像160。在一些情况下，在下 面将描述的迭代方法中使用参考图像160和中间线圈灵敏度162。计算机存储装置136也可 选地被示为包含成像磁共振数据164和诊断磁共振图像166。可以使用平行成像磁共振技术 来采集成像磁共振数据164。线圈灵敏度的集合148然后用于使用成像磁共振数据164来重 建诊断磁共振图像166。
[0155] 计算机存储器138被示为控制模块170。控制模块170包含计算机可执行代码或指 令，其使处理器133能够控制磁共振成像系统的操作和功能。例如，控制模块170可以与脉冲 序列140结合工作以采集各种磁共振数据。计算机存储器138被示为还包含成像重建傅里叶 变换模块172和k空间内插模块174。这两个模块172、174包含计算机可执行代码，其使处理 器133能够执行图2至6中所示的方法中的一个或多个。
[0156] 图2示出了流程图，其图示了图1中所示的操作磁共振成像系统100的方法。首先， 在步骤200中，采集针对多个天线元件126的来自第一视场的校准磁共振数据142。接着，在 步骤202中，通过将校准磁共振数据内插到第二视场来计算经修正的磁共振数据144。接着， 在步骤204中，通过对经修正的磁共振数据144进行去卷积来计算204线圈灵敏度核146。接 着，在步骤206中，通过将每个线圈灵敏度矩阵变换到图像空间中针对多个天线元件中的每 个来计算线圈灵敏度148。接着，在步骤208中，通过将每个线圈灵敏度裁剪到第一视场来可 选地减小线圈灵敏度的尺寸。接着，在步骤210中，可选地采集磁共振数据64。在步骤212中， 使用成像磁共振数据164和线圈灵敏度的集合148可选地重建诊断磁共振图像166。步骤210 和212是使用线圈灵敏度的确定的集合148的平行成像技术。
[0157] 图3示出了流程图，其解释可以执行图2的步骤202的一种方式。即，图3示出了流程 图，其图示了通过将校准磁共振数据内插到第二视场来计算经修正的磁共振数据的方法。 首先，在步骤300中，使用校准磁共振数据142来重建针对每个天线元件的第一磁共振图像 150。接着，在步骤302中，通过将第一磁共振图像150粘贴到空值图像中来计算经修正的磁 共振图像152。最后，在步骤304中，通过将经修正的磁共振图像152变换到傅里叶空间中来 计算经修正的磁共振数据144。
[0158] 图4示出了执行图2的步骤202的备选方式。图4是通过将校准磁共振数据142内插 到第二视场来计算经修正的磁共振数据144的备选方式。在图400中，具有被标记为400的一 个步骤。步骤400是直接在k空间中使用点的预定集合154将校准磁共振数据142内插到经修 正的磁共振数据144。
[0159] 图5示出了执行图2的步骤204的一种方式。图5图示了通过对经修正的磁共振数据 144进行去卷积来计算线圈灵敏度核146的一种方式。首先，在步骤500中，使用体线圈114从 第一视场采集体线圈磁共振数据156。接着，在步骤502中，将体线圈磁共振数据内插到第二 视场以计算经修正的体线圈磁共振数据158。该内插可以以类似于用于校准磁共振数据的 图3或4中所示的方式来执行。最后，步骤504示出通过将经修正的磁共振数据144关于经修 正的体线圈磁共振数据158进行去卷积来计算线圈灵敏度核146。
[0160]图6示出了执行图2的步骤204和206的迭代方法。图6示出了通过对经修正的磁共 振数据144去卷积来计算线圈灵敏度核146的迭代方法。首先，在步骤600中，将参考图像设 置为预定值。参考图像是具有第二视场的预定图像。接着，在步骤602中，通过相对于参考图 像160进行去卷积来计算中间线圈灵敏度核161。接着，在步骤604中，通过将中间线圈灵敏 度核161变换到图像空间中来计算中间线圈灵敏度162。在步骤606中，使用中间线圈灵敏度 162和校准磁共振数据142来重新计算参考图像160。迭代地执行步骤602、604和606,其中， 利用新的参考图像160重复方法。这三个步骤可以执行预定次数或者新的参考图像可以与 先前迭代的参考图像比较以查看答案是否已收敛到统计度量内。这在方框608中被表示，所 述方框是决策方框，问题是参考图像是否已收敛，如果否，则循环重复回到步骤602。如果 是，则执行步骤610并且中间线圈灵敏度用作线圈灵敏度。
[0161 ]精确线圈灵敏度图（CSM)对于平行MR成像方法是有益的。本文中所述的范例可以 提供通过k空间中的去卷积来计算CSM的方法。提出的方法可以具有优于已知方法的以下益 处中的一个或多个：
[0162] -比基于图像的CSM计算采集更少的数据。即，它能够快速地采集CSM数据。
[0163] -靠近物体的边缘的更精确CSM，导致更少的折叠伪影。在被成像物体内存在信号 缺失的情况下这也是相关的。
[0164] -更不易受噪声数据。
[0165] -比其它基于k空间的方法(例如，ESPIRiT)快得多。
[0166] 线圈灵敏度图（CSM)描述MRI接收线圈的接收灵敏度(相位和幅度)的空间相关性。 平行MR成像方法需要精确地知道CSM以将不同接收线圈的信号组合为一幅图像并且允许加 速的MR成像。
[0167] 目前，通过利用每个接收线圈采集低分辨率图像并且通过共同参考图像(例如，体 线圈或平方和图像)分割这些图像而在图像空间中计算CSM。
[0168] 基于图像的CSM计算的替代可以是ESPIRiT，一种将CSM计算作为线性系统的本征 向量的基于k空间的方法，其目前仅仅在研究应用中使用。然而，该方法比基于图像的方法 慢得多(对于2D CSM为若干分钟计算时间），这使它不适合于常规使用。
[0169] 通过两个低分辨率图像的分割来计算CSM的一个问题在于，该方法具有固有系统 误差。这些误差在被成像物体的边缘处最大。这些系统误差能够导致后折(back-folding) 伪影。
[0170]当前方法的第二问题在于，它仅仅在MR信号强度足够的区域中导致有意义的结 果。在该区域之外，CSM的质量快速下降。如果在被成像物体内存在信号缺失，这会导致问 题，尤其当使用迭代重建算法(例如压缩感测)时。
[0171] 基于图像的CSM计算需要一定的空间分辨率，并且也需要高信噪比以得到有效结 果。因此，需要相当长的时间来采集CSM数据。
[0172] 类似于ESPIRiT，提出的方法通过计算k空间中的CSM避免前两个问题。但是它可以 比ESPIRiT快得多地执行，导致类似于基于图像的计算的计算时间。
[0173] 另外，提出的方法需要比基于图像的方法的更少的数据，允许减少采集时间。
[0174] 在范例中，针对每个接收线圈的CSM由k空间中的小核表示。通过线圈的去卷积和k 空间中的参考数据针对每个通道计算核。提出的方法的一个步骤是在执行去卷积之前，以 这样的方式扩展视场使得围绕物体存在足够的空白空间。
[0175] 下面是包括计算CSM的方法的步骤的详细列表：
[0176] 1.采集接收线圈数据和参考数据。这与获得CSM的当前方法相同（具有比当前采集 更少的数据的额外选项）。
[0177] 2.变换到图像空间。简单傅里叶变换。
[0178] 3.扩展视场(图像空间中的零填充）。
[0179]通过零填充扩展视场原则上是无关紧要的操作。然而，它的必要性可能不是明显 的：CSM将由k空间中的小核表示。这由CSM的平滑空间变化激发。然而，CSM随着到线圈的距 离增加单调地衰减。即，通常，CSM将具有在物体的一个边缘处的高值和在物体的相对边缘 处的低值。如果物体填充视场(其在该情况下通常在相位编码方向上），单独通过低频分量 不可能实现k空间中的CSM的离散表示，这是因为离散傅里叶变换表示循环函数并且环绕图 像边界处发生的强跳变包含大高频分量。
[0180] 通过零填充扩展视场将不能从其获得关于线圈灵敏度的信息的区引入线圈和参 考图像中。即，该区域中的CSM的任意波动不与数据矛盾。如果视场扩展足够大(例如，2的因 数），它能够仅仅使用低频分量来连接高灵敏度区域和低灵敏度区域。因此CSM则可以由小 核表示。
[0181] 4.将扩展的线圈和参考图像变换到k空间中。
[0182] 简单傅里叶变换。
[0183] 5.通过k空间中的去卷积计算CSM核(使用扩展数据）。小线性系统的反转(类似于 GRAPPA核计算）。
[0184] 6.将核变换到图像空间中。简单傅里叶变换。
[0185] 7.将CSM减小到初始视场。简单截断。
[0186] 这些步骤单独地应用于每个接收通道。即，不同接收通道的数据不像例如ESPIRiT 或GRAPPA中混合。因此，需要在步骤5中反转的方程组是小的，能够快速计算。
[0187] 图7示出了在数学上用于示出使用本文中所述的方法的范例的优点的一维物体的 范例。被标记为702的轴可以是空间坐标，并且被标记为704的轴是物体磁化强度。可以看 到，存在具有零磁化强度的若干区域。
[0188] 图8示出了在若干不同方法中作为位置702的函数的线圈灵敏度800。被标记为802 的实线是真实线圈灵敏度。实线804示出了使用图像分割804计算的线圈灵敏度。虚线示出 了仅仅使用去卷积806的线圈灵敏度。点划线808示出了具有视场扩展的去卷积或等效地从 第一视场到第二视场的k空间中的内插。可以看到，视场扩展的去卷积808比任何其它好得 多地再现真实线圈灵敏度802。
[0189] 在图9中示出了关于真实线圈灵敏度802的计算的线圈灵敏度的误差。空间坐标是 轴702,并且由真实线圈灵敏度分割的计算的线圈灵敏度的值在被标记为900的轴中显示。 同样使用图像分割的版本被标记为804,去卷积被标记为806,并且点划线是具有视场扩展 的去卷积808。可以看到，具有视场扩展的去卷积808是最精确的。
[0190]图7、8和9示出了根据模拟的一维数据计算的CSM与图7图像分割、图8不具有视场 扩展的去卷积和图9包括具有视场扩展的去卷积的方法的比较。
[0191] 图7示出了物体的假定磁化强度，即，该图示出了利用均匀线圈测量的信号强度。 它也示出了物体几乎填充视场并且包含两个信号缺失。
[0192] 图8示出了计算的线圈灵敏度的值，并且底部图示出了在模拟中使用的计算的CSM 和真实CSM的比率。
[0193] 图9证实了提出的方法导致最精确的CSM，它也证实了 CSM通过内部信号缺失平滑 地继续。
[0194] 图10示出了使用SENSE方法产生的磁共振图像的范例，所述方法使用具有13个天 线元件的13通道射频系统。图10中所示的图使用利用图像的分割方法计算线圈灵敏度的这 些公知方法再现。在该图像中，可以看到被标记为1000的大量伪影。
[0195] 图11示出了使用与图10中使用的相同的数据计算的磁共振图像。然而，以不同方 式计算线圈灵敏度。对于图11，使用方形并且在k空间中具有7x7的尺寸的核。可以看到，许 多伪影1000在该图中仍然稍稍可见。然而，伪影不太明显并且在该图像中不容易看到。
[0196] 图12示出了使用与图10和11相同的数据计算的磁共振图像。然而，在该范例中，在 去卷积期间使用k空间中的15x15核。在该图中，没有图像伪影是可见的。在图11和12中，校 准磁共振数据的内插用于两者。区别是用于去卷积的核的尺寸。
[0197] 图13示出了两幅图1300和1302。根据相同数据重建图像1300、1302。然而，使用不 同线圈灵敏度。使用压缩感测磁共振技术采集这两幅图像1300、1302的磁共振数据。在图像 1300中，使用计算线圈灵敏度的普通图像分割方法。在该图像中，多个伪影1304可见。对于 图像1302,将校准磁共振数据内插到经修正的磁共振数据，并且然后计算线圈灵敏度核，以 便计算线圈灵敏度。在图1302中，没有伪影1300是可见的。
[0198] 可以通过使用已知磁化强度的网格上的离散数量的值能够执行表示k空间中的线 圈灵敏度矩阵的方式。这仅仅使用低频分量并且平滑物体或其磁化强度中的小空隙或孔。
[0199] 不使用采集到的数据的k空间网格，这是因为其利用视场的尺寸强制Cl的周期性。 而是在执行去卷积之前扩展视场。例如，可以使用比2大的因数。
[0200] 尽管已在附图和前面的描述中示出和详细地描述本发明，但是这样的图示和描述 应当被视为是示例或举例而不是限制;本发明不限于公开的实施例。
[0201] 本领域的技术人员在实施要求权利的发明中可以从附图、公开和附带的权利要求 的学习理解和实现公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语"包括"不排除其它元件 或步骤，并且不定冠词"一"不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足在权利要求中叙 述的若干项的功能。事实是在相互不同的从属权利要求中叙述的某些措施不指示这些措施 的组合不能加以利用。计算机程序可以被存储/分布在与其它硬件一起提供或作为其一部 分的合适的介质（例如光存储介质或固态介质）上，但是也可以以其它形式分布，例如经由 因特网或其它有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应当被理解为限制范 围。
【主权项】
1. 一种磁共振成像系统（100)，其中，所述磁共振成像系统包括： -射频系统（114、116、120、124、126)，其用于采集成像区（108)内的对象（118)的磁共振 数据（142、144、156)，其中，所述射频系统包括具有能够操作用于采集所述磁共振数据的多 个天线元件（126)的线圈（124); -存储器（136、138)，其用于存储机器可读指令（140、170、172、174); -处理器（133)，其用于控制所述磁共振成像系统，其中，所述指令的执行令所述处理 器： -使用所述多个天线元件中的每个来采集(200)来自所述成像区内的第一视场的校准 磁共振数据（142); -通过将所述校准磁共振数据内插到所述成像区内的第二视场来计算（202、300、302、 304、400)经修正的磁共振数据（144)，其中，所述第二视场包含并且大于所述第一视场； -通过对针对所述多个天线元件中的每个的所述经修正的磁共振数据进行去卷积来计 算（204、500、502、504、602)线圈灵敏度核（146);并且 -通过将每个线圈灵敏度矩阵核变换到图像空间中来计算（206、604、610)针对所述多 个天线元件中的每个的线圈灵敏度(148)。2. 根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，通过以下方式来计算 所述经修正的磁共振数据： -使用所述校准磁共振数据来重建(300)针对每个天线元件的第一磁共振图像(150); -计算（302)针对每个天线元件的经修正的磁共振图像（152)，其中，每幅经修正的磁共 振图像由所述第二视场来限定并且通过将所述第一磁共振图像粘贴到空值图像中来计算； 并且 -通过对所述经修正的磁共振图像进行傅里叶变换来计算（304)所述经修正的磁共振 数据。3. 根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，通过将针对所述多个天线元件中的每 个的所述校准磁共振数据内插(400)到傅里叶空间中的点的预定集合来计算所述经修正的 磁共振数据，其中，傅里叶空间中的点的所述预定集合表示所述第二视场。4. 根据权利要求3所述的磁共振成像系统，其中，针对所述天线元件中的每个的所述经 修正的磁共振数据包括傅里叶空间中的点的第一集合，并且其中，傅里叶空间中的点的所 述预定集合包括傅里叶空间中的点的所述第一集合。5. 根据权利要求4或5所述的磁共振成像系统，其中，所述指令的执行还令所述处理器 通过对单位单元进行转化来生成傅里叶空间中的点的所述预定集合。6. 根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述射频系统还包括 体线圈；其中，所述指令的执行还令所述处理器： -在所述校准磁共振数据的采集期间使用所述体线圈来采集(500)来自所述第一视场 的体线圈磁共振数据（156 )，并且 -通过将所述体线圈磁共振数据内插到所述第二视场来计算(502)经修正的体线圈磁 共振数据（158);并且 其中，将针对所述多个天线元件中的每个的所述线圈灵敏度核关于所述经修正的体线 圈磁共振数据进行去卷积。7. 根据权利要求1至5中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述指令的执行令所 述处理器通过初始地将参考图像（160)设置(600)为预定值来对针对所述多个天线元件中 的每个的所述线圈灵敏度核进行去卷积;其中，所述指令的执行令所述处理器进一步通过 迭代地重复以下步骤来对针对所述多个天线元件中的每个的所述线圈灵敏度核去卷积： -通过将针对所述多个天线元件中的每个的所述经修正的磁共振数据关于所述参考图 像的傅里叶变换进行去卷积来计算(602)中间线圈灵敏度核（161)， -通过将每个中间线圈灵敏度核变换到图像空间中来计算(604)针对所述多个天线元 件中的每个的中间线圈灵敏度(162)，并且 -使用所述中间线圈灵敏度和所述校准磁共振数据来重新计算(606)所述参考图像;并 且 其中，所述迭代步骤被重复预定次数或者当参考图像已收敛到预定统计度量内时。8. 根据权利要求7所述的磁共振成像系统，其中，所述参考图像的所述预定值是均匀 值。9. 根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述存储器还包含描 述平行成像磁共振成像技术的脉冲序列数据（140)，其中，所述指令的执行还令所述处理 器： -使用所述脉冲序列数据来控制所述磁共振成像系统从所述第一视场采集(210)成像 磁共振数据（164);并且 -使用所述成像磁共振数据和针对所述多个天线元件中的每个的经校正的线圈灵敏度 来重建(212)磁共振图像（166)。10. 根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述指令的执行还令 所述处理器通过减小对所述第一视场的所述线圈灵敏度来重新计算针对所述多个天线元 件中的每个的所述线圈灵敏度。11. 一种操作磁共振成像系统的方法，其中，所述磁共振成像系统包括射频系统（114、 116、120、124、126)，所述射频系统用于采集来自成像区（108)的对象（118)的磁共振数据 (142、144、156)，其中，所述射频系统包括具有能够操作用于采集所述磁共振数据的多个天 线元件（126)的线圈（124)，其中，所述方法包括以下步骤： -使用所述多个天线元件中的每个来采集(200)来自所述成像区内的第一视场的校准 磁共振数据（142); -通过将所述校准磁共振数据内插到所述成像区内的第二视场来计算（202、300、302、 304、400)经修正的磁共振数据（144)，其中，所述第二视场包含并且大于所述第一视场； -通过对针对所述多个天线元件中的每个的所述经修正的磁共振数据进行去卷积来计 算（204、500、502、504、602)线圈灵敏度核（146);并且 -通过将每个线圈灵敏度矩阵核变换到图像空间中来计算（206、604、610)针对所述多 个天线元件中的每个的线圈灵敏度(148)。12. 根据权利要求11所述的方法，其中，通过以下方式来计算所述经修正的磁共振数 据： -通过使用所述校准磁共振数据来重建（300)针对每个天线元件的第一磁共振图像 (150)； -计算（302)针对每个天线元件的经修正的磁共振图像（152)，其中，每幅经修正的磁共 振图像由所述第二视场来限定并且通过将所述第一磁共振图像粘贴到空值图像中来计算； 并且 -通过对所述经修正的磁共振图像进行傅里叶变换来计算（304)所述经修正的磁共振 数据。13. -种计算机程序产品，包括用于控制磁共振成像系统（100)的处理器（133)的机器 可读指令（140、170、172、174)，其中，所述磁共振成像系统包括射频系统（114、116、120、 124、126)，所述射频系统用于采集来自成像区（108)的对象的磁共振数据（142、144、156)， 其中，所述射频系统包括具有能够操作用于采集所述磁共振数据的多个天线元件（126)的 线圈（124 )，其中，所述指令的执行令所述处理器： -使用所述多个天线元件中的每个来采集(200)来自所述成像区内的第一视场的校准 磁共振数据（142); -通过将所述校准磁共振数据内插到所述成像区内的第二视场来计算（202、300、302、 304、400)经修正的磁共振数据（144)，其中，所述第二视场包含并且大于所述第一视场； -通过针对所述多个天线元件中的每个对所述经修正的磁共振数据进行去卷积来计算 (204、500、502、504、602)线圈灵敏度核（146);并且 -通过将每个线圈灵敏度矩阵核变换到图像空间中来计算（206、604、610)针对所述多 个天线元件中的每个的线圈灵敏度(148)。14. 根据权利要求13所述的计算机程序产品， 其中，通过以下方式来计算所述经修正的磁共振数据： -通过使用所述校准磁共振数据来重建（300)针对每个天线元件的第一磁共振图像 (150)； -计算（302)针对每个天线元件的经修正的磁共振图像（152)，其中，每幅经修正的磁共 振图像由所述第二视场来限定并且通过将所述第一磁共振图像粘贴到空值图像中来计算； 并且 -通过对所述经修正的磁共振图像进行傅里叶变换来计算（304)所述经修正的磁共振 数据。15. 根据权利要求13所述的计算机程序产品， 其中，通过将针对所述多个天线元件中的每个的所述校准磁共振数据内插(400)到傅 里叶空间中的点的预定集合来计算所述经修正的磁共振数据，其中，傅里叶空间中的点的 所述预定集合表示所述第二视场。
【文档编号】G01R33/561GK105874346SQ201480067692
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年11月27日
【发明人】T·尼尔森
【申请人】皇家飞利浦有限公司