專利名稱：預先信息增強動態(tài)磁共振成像的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生連續(xù)的磁共振圖像的磁共振成像方法。
背景技術：
這種磁共振成像方法公開在J.Tsao等人的在MRM46(2001)652-660中的“統(tǒng)一加速圖象采集的線性預先信息驅(qū)動方法的論文中(Unifying linear prior-information-driven methodsfor accelerated image acquisition”by J.Tsao et al.inMRM46(2001)652-660)。
這種公知的磁共振成像方法涉及以更快速的圖像采集來采集和重構策略。這種公知的磁共振成像方法作為廣泛使用的線性采集加速技術(BLAST)在磁共振成像的技術領域中比較熟悉。在這種公知的方法中從磁共振信號的訓練組中重構靜態(tài)參考圖像。
-從靜態(tài)參考圖像中識別在連續(xù)的磁共振圖像中的變化的似然性分布，-采集磁共振信號組的動態(tài)數(shù)列，和-基于所識別的變化的似然性的分布和靜態(tài)參考圖像從動態(tài)數(shù)列的磁共振信號的相應組中重構連續(xù)的磁共振圖像。
根據(jù)這種公知的方法減少磁共振信號組動態(tài)數(shù)列的采樣以加速采集。通過限制重構到其中變化是可能的區(qū)域可以十分有效地進行磁共振信號的采樣。連續(xù)的磁共振圖像基于靜態(tài)參考圖像連同后來采集的磁共振信號組的動態(tài)數(shù)列進行重構；這種動態(tài)數(shù)列充分考慮在導致靜態(tài)參考圖像的磁共振信號的訓練組的采集之后發(fā)生的變化。
雖然這種公知的方法成功地減小了信號采集時間，但是它具有幾種公知的局限，首先要求在對象具有很小或沒有運動時的靜態(tài)參考圖像的采集。這不可能用于包含連續(xù)運動的情況，比如心臟成像。其次，這種公知的方法假設已知變化的似然性的空間分布，但它并沒有描述估計它的技術。因此，這種公知的方法限制于通過其它的裝置獲得這種空間分布的應用。因此，已經(jīng)顯示當前需要縮短信號采集時間以更好地處理快速且連續(xù)的對象運動并進一步減小圖像假像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種磁共振成像方法，其中相對于該公知的方法要求相同或者甚至更短的信號采集時間，但沒有相關的限制，同時實現(xiàn)了減小圖像假像并且因此改善了圖像質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)了這種目的，其中通過連續(xù)掃描在k-空間中的相應的點組來采集磁共振信號的連續(xù)組以使-連續(xù)掃描構造k-空間的采樣-連續(xù)掃描以完全采樣密度更加頻繁地覆蓋k-空間的預定部分，和-從磁共振信號的連續(xù)組中重構連續(xù)的磁共振圖像。
根據(jù)本發(fā)明，k-空間的完全采樣從磁共振信號的連續(xù)組中構造，其中在每個時刻在時間上磁共振信號的單個組可以被欠采樣。因此，在采集越來越多的磁共振信號的連續(xù)組時在時間上構造采樣并且可以實現(xiàn)甚至完全采樣。此外，重復地再訪問(revisited)k-空間的預定部分以實現(xiàn)在整體上比k-空間的完全采樣更早的預定的完全采樣。這種完全采樣的k-空間的預定部分作為訓練數(shù)據(jù)組使用，基于這種訓練數(shù)據(jù)組在磁共振信號的單個組中的欠采樣引起了混疊假像?？扇〉氖?，重復地再訪問的k-空間的預定的部分包含k-空間的中心區(qū)，比如在位于kz＝0或ky＝0周圍的ky-kz平面中的一個或幾個波帶。
本發(fā)明依賴于這樣的理解磁共振信號一般集中在k-空間的中心部分。因此，通過在不同的時刻在k-空間的中心部分上的不同的位置上的連續(xù)采樣，改變的似然性的分布可以從訓練數(shù)據(jù)中識別。在單獨通過幾何空間或者通過幾何空間和時間頻率所跨越的空間中識別這種分布。
本發(fā)明進一步依賴于這種理解通過規(guī)定，靜態(tài)參考圖像不隨時間改變。因此，通過在不同的時刻上的k-空間的不同的部分的連續(xù)采樣，實現(xiàn)了以k-空間的完全采樣密度的采樣。因此產(chǎn)生了完全采樣圖像，可選擇地它可用于獲得靜態(tài)參考圖像。然后，對于k-空間的外圍區(qū)，或者對于整個k-空間，如果在不同的掃描(separate scan)中采集訓練數(shù)據(jù)，則可以僅采集磁共振信號的子采樣。這減小了掃描k-空間的外圍所要求的時間，或者在預先設定的可用的時間中，可以較大的程度地朝外地掃描k-空間的外圍?；谒R別的改變的似然性的分布以及可選擇的靜態(tài)參考圖像可以消除在來自k-空間的子采樣部分的磁共振信號中包含的任何混疊或者重疊。在這方面的完全采樣表示比對等的(reciprocal)“視場”更小的以波數(shù)步長的采樣密度。子采樣包含以小于完全采樣密度的采樣密度的k-空間的采樣。
在本發(fā)明的磁共振成像方法的優(yōu)選實施方案中，設置成產(chǎn)生連續(xù)的磁共振圖像，其中-在不同的掃描中或者在相同的掃描中通過連續(xù)地掃描在k-空間中的相應的點組采集兩組連續(xù)的磁共振信號以使-第一組連續(xù)地掃描已知的磁共振信號要集中的k-空間的中心部分或者其他部分以產(chǎn)生連續(xù)的訓練數(shù)據(jù)-第二組以欠采樣的方式連續(xù)地掃描在k-空間中的相應的點組以產(chǎn)生連續(xù)的欠采樣數(shù)據(jù)的動態(tài)數(shù)列-可選擇從磁共振信號的訓練組中形成靜態(tài)參考圖像，-在單獨通過幾何空間或者幾何空間和時間頻率所跨越的空間中從靜態(tài)參考圖像和/或者訓練數(shù)據(jù)中識別在連續(xù)的磁共振圖像中的改變的似然性的分布，和-基于所識別的改變的似然性分布以及靜態(tài)參考圖像(如果可用話)從動態(tài)數(shù)列的磁共振信號的相應組中重構連續(xù)的磁共振圖像。該改變的似然性從一個時間點到一個時間點地更新，因此本發(fā)明的方法考慮了改變的似然性的時間變化。
在優(yōu)選的實施方案中k-空間的中央部分以比k-空間的周圍區(qū)域以更高的采樣密度(例如以完全采樣密度)連續(xù)地采樣。所采集的數(shù)據(jù)然后分為兩組磁共振信號以進行重構訓練數(shù)據(jù)和欠采樣數(shù)據(jù)。這兩組數(shù)據(jù)可以共享某些公用的數(shù)據(jù)點。訓練數(shù)據(jù)用于識別改變的似然性的分布，同時可選擇地使用欠采樣數(shù)據(jù)來確定靜態(tài)參考圖像。靜態(tài)參考圖像可選擇地從訓練數(shù)據(jù)和/或欠采樣數(shù)據(jù)中重構，或者從在具有很小或沒有運動的時間周期中單獨采集的數(shù)據(jù)中重構。
然后，基于所識別的改變的似然性分布以及靜態(tài)參考圖像(如果可用話)從子采樣的磁共振信號中重構連續(xù)的磁共振圖像。因此，稀疏采樣(即子采樣)、采樣和從k-空間的中心部分的訓練數(shù)據(jù)的低分辨率采樣都集中在單個掃描中。
在另一優(yōu)選的實施方案中，通過具有空間靈敏度分布的接收器天線系統(tǒng)采集磁共振信號。該天線系統(tǒng)包含多個信號通道，這些信號通道處理來自相應的接收器天線(比如表面線圈)的磁共振信號。通常，空間靈敏度分布僅顯示非常低的時間變化，或者空間靈敏度分布不隨時間變化。這種較低的變化可能由作為接收器天線使用并置于待檢查的患者的身體上的表面線圈的輕微運動引起。這種輕微的運動可以由待檢查的患者的呼吸運動引起。接收器天線系統(tǒng)的空間靈敏度分布從靜態(tài)參考圖像或者從子采樣的磁共振信號中重構的任何時間平均圖像中導出。重構這種圖像的時間平均應該足夠長以使k-空間(至少中心部分)已經(jīng)被完全采樣。也基于接收器天線系統(tǒng)的導出的空間靈敏度從子采樣的磁共振信號中重構連續(xù)的磁共振圖像。
信號通道處理來自相應的接收器天線的磁共振信號，接收器天線比如為表面線圈。對于每個信號通道，連續(xù)組的磁共振信號基于訓練數(shù)據(jù)和可選擇地從相同的信號通道和數(shù)據(jù)中獲得的靜態(tài)參考圖像分別獨立地采集和重構。這產(chǎn)生了每個信號通道的連續(xù)磁共振圖像的單獨序列。通過逐個基于體素計算圖像強度的均方根，組合來自多個信號通道的連續(xù)磁共振圖像而不用已知的預先線圈靈敏度分布。
在穩(wěn)態(tài)自由處理成像(SSFP)中運用本發(fā)明特別有利。在3T或更大的比如7T的高靜磁場下功率節(jié)省顯著。本發(fā)明允許實質(zhì)減少數(shù)據(jù)采集，允許實質(zhì)的減小的功率節(jié)省。
此外，本發(fā)明顯示在結合標記技術比如CSPAMM使用時特別有利。CSPAMM產(chǎn)生在感興趣區(qū)(例如包括患者心臟的區(qū)域)中的標記圖形(tagging pattern)。這種標記技術已經(jīng)被證明在擴展例如心臟動力學的理解方面非常有價值。CSPAMM標記可用于產(chǎn)生三維的標記圖形。可取的是，在本發(fā)明于標記技術一起在中心區(qū)域使用時，在ky-kz空間中的一個或多個中心波帶被完全采樣，只要在k-t空間中沿共享的網(wǎng)格圖形(grid pattern)對低分辨率訓練數(shù)據(jù)和外部區(qū)域進行子采樣。相對完全采樣，實現(xiàn)了在掃描時間上凈減少2.5倍。
根據(jù)本發(fā)明，磁共振圖像的信號采集和重構的并行成像(parallelimaging)技術并入在公知的BLAST方法中，通過擴展到k-t空間，即通過磁共振信號的波形矢量跨越的空間，即k-空間和時間。并行成像技術比如SENSE和SMASH包含以欠采樣的方式接收磁共振信號以使所接收的磁共振信號包括自空間位置的疊加的貢獻，該空間位置是間隔開的“視場”的整數(shù)數(shù)量。然后基于改變的似然性的分布以及可選擇地靜態(tài)參考圖像和接收器天線系統(tǒng)的系統(tǒng)的空間靈敏度分布將這種疊加分解為單獨的空間位置的貢獻。可取的是，接收器天線系統(tǒng)使用表面線圈組。
為采集磁共振信號的訓練組可以從非常多的采集策略中選擇采集策略?？梢允褂靡欢ǔ潭鹊那凡蓸觼頊p小訓練組的采集時間。在僅采集訓練組一次或者可以刷新幾次時，通過對訓練組的欠采樣可以獲得相對較少的時間。更可取的是，采集訓練組以使靜態(tài)參考圖像具有很高的空間分辨率并具有非常少量的假像。這顯著地實現(xiàn)了以高k-空間采用密度采集訓練組或者在使用一定程度的欠采樣時基于接收器天線系統(tǒng)的非常精確確定的空間靈敏度分布可以實現(xiàn)混疊假像的消除。
通過利用MR信號的子采樣減小磁共振(MR)信號的采集所要求的時間。這種子采樣包含減少以各種方式可以實現(xiàn)的在k-空間中采樣點的數(shù)量。注意，MR信號通過屬于幾個接收器天線比如接收器線圈優(yōu)選表面線圈的信號通道拾取。通過幾個信號通道的采集能夠?qū)崿F(xiàn)信號的并行采集以進一步減小信號采集的時間。
由于子采樣，因此采樣的數(shù)據(jù)包含在成像的對象中的幾個位置的貢獻?；诟淖兊乃迫恍苑植己涂蛇x擇的靜態(tài)參考圖像以及與信號通道關聯(lián)的靈敏度分布從子采樣的MR信號中重構磁共振圖像。注意，靈敏度分布例如是接收器天線(比如接收器線圈)的空間靈敏度分布?？扇〉?，使用表面線圈作為接收器天線。重構的磁共振圖像被看作由與在相應的波長上的亮度/對比度關聯(lián)的大量的空間諧波分量構成。磁共振圖像的分辨率通過最小的波長(它是由最高的波數(shù)(k-值)表示)確定。所包含的最大的波長(即最小的波數(shù))是磁共振圖像的視場(FOV)。分辨率由視場和采樣數(shù)的比率確定。
子采樣可以如下地實現(xiàn)相應的接收器天線采集MR信號以使在k-空間中它們的分辨率比磁共振圖像的分辨率所要求的分辨率更粗。采樣的最小的波數(shù)(即在k-空間中的最小步長大小)增加，同時維持采樣的最大波數(shù)。因此，在應用子采樣時圖像分辨率仍然保持相同，同時最小的k-空間步長增加，即FOV減小。通過減小在k-空間中的采樣密度可以實現(xiàn)子采樣，例如通過在k-空間的掃描中跳行以便掃描比磁共振圖像的分辨率所要求的更加寬地間隔的在k-空間中的行。通過減小視場可以實現(xiàn)子采樣，同時維持最大的k-值以便因此減小采樣點的數(shù)量。由于減小的視場，采樣的數(shù)據(jù)包含正成像的對象的幾個位置的貢獻。
注意，在接收器線圈圖像從來自相應的接收器線圈的子采樣的MR信號中重構時，這種接收器線圈圖像包含由減小的視場引起的混疊假像。從接收器線圈圖像和靈敏度分布中，分解開在來自圖像中的不同位置的接收器線圈圖像的單個位置的貢獻并重構磁共振圖像。這種已知的MR成像方法一般簡稱為SENSE方法。在國際申請WO99/54746-A1中詳細討論了這種SENSE方法。
可替換地，可以將子采樣的MR信號組合成組合的MR信號，這種MR信號提供了對應于全部視場的k-空間的采樣。具體地，根據(jù)所謂的SMASH方法子采樣的MR信號接近根據(jù)靈敏度分布組合的低階空間諧波。SMASH方法公開在國際申請WO98/21600中。子采樣也可以在空間上實施。在MR信號的空間分辨率小于磁共振圖像的分辨率的情況下，對應于磁共振圖像的全部分辨率的MR信號基于靈敏度分布形成?？臻g子采樣具體實現(xiàn)為在不同的信號通道例如來自單個的接收器線圈的MR信號形成了對象的幾個部分的貢獻的組合。這些部分例如是同時被激勵的片層。通常，在每個信號通道中的MR信號形成了來自幾個部分例如片層的貢獻的線性組合。這種線性組合包含與信號通道即接收器線圈的信號通道關聯(lián)的靈敏度分布。因此，相應的信號通道的MR信號和相應的部分(片層)的MR信號通過靈敏度矩陣相關，該靈敏度矩陣表示由靈敏度分布引起的在相應的信號通道中的對象的幾個部分的貢獻的權重。通過靈敏度矩陣的求逆，導出屬于對象的相應部分的MR信號。特別是導出來自相應的片層的MR信號并重構這些片層的磁共振圖像。
本發(fā)明也涉及磁共振成像系統(tǒng)。本發(fā)明的一個目的是提供一種實施根據(jù)本發(fā)明的磁共振成像方法的磁共振成像系統(tǒng)。這種磁共振成像系統(tǒng)定義在獨立權利要求6中。根據(jù)本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)的功能優(yōu)選通過專用處理器或通過適合編程的計算機或(微)處理器實施，這些處理器具有專門為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一種或多種磁共振成像方法設計的集成電子器件或光電電路。
本發(fā)明也涉及具有執(zhí)行磁共振成像方法的指令的計算機程序。本發(fā)明的進一步目的是提供一種計算機程序，通過該計算機程序可以實施根據(jù)本發(fā)明的一種或多種磁共振成像方法。根據(jù)本發(fā)明的計算機程序定義在獨立權利要求7中。在根據(jù)本發(fā)明的這種計算機程序裝入到磁共振成像系統(tǒng)的計算機中時，磁共振成像系統(tǒng)能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一種或多種磁共振成像方法。例如，根據(jù)本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)是其計算機裝有根據(jù)本發(fā)明的計算機程序的磁共振成像系統(tǒng)。這種計算機程序存儲在載體比如CD-ROM中。然后通過例如借助于CD-ROM播放器從載體中讀入計算機程序并將計算機程序存儲在磁共振成像系統(tǒng)的計算機的存儲器中將該計算機程序裝入到計算機中。


參考下文描述的實施例和附圖闡述本發(fā)明的這些方面和其他方面，在附圖中附圖1所示為在x-f空間中的支持系統(tǒng)(Support)(灰色形狀，左邊)。x和f分別表示空間坐標和時間頻率。在k-t空間采樣之后Support與點擴展函數(shù)卷積，由此導致可能的混疊。
附圖2(a)所示為在空間和時間上周期性的并形成網(wǎng)格圖形的k-t空間采樣模式。圓點表示在k-t空間中的采樣的位置。在這個實例中，每第8個相位編碼線在每次幀t(b)上采集。通過對k-t采樣模式進行反向傅立葉變換獲得在離散的x-f空間上的對應的點擴展函數(shù)。注意在點擴展函數(shù)上僅有8個非零點。
附圖3為重構的結果。
附圖4示意性地示出了本發(fā)明所使用的磁共振成像系統(tǒng)。
具體實施例方式
快速的動態(tài)成像要求足夠的采樣k-t空間，即磁共振信號的波矢量所跨越的空間，即k-空間和時間。已有的k-t空間成像方法使用(或說搜索)防止在對等的(reciprocal)x-f空間即幾何(實際)空間和頻率上圖像信號產(chǎn)生混疊的適合的采樣模式。因此，基本的限制在于x-f空間信號的最大壓縮(packing)。在本發(fā)明中，提出了BLAST方法的空間延伸，這種方法允許以加權的最小二乘方的方式部分地解決混疊。這種模式比如從有助于進一步解決混疊的并行成像延伸到多線圈的使用。
介紹在動態(tài)成像中，隨著時間在離散位置上采集數(shù)據(jù)。由于傅立葉變換的特性，在k-t空間(1)中的采樣導致了在對等的x-f空間中的圖像信號與點擴展函數(shù)的卷積。如果k-t空間采樣模式是網(wǎng)格狀圖形(即點陣(2))，則所得的點擴展函數(shù)形成了x-f空間信號的周期性復制(附圖1)。因此，如果采樣點陣可以被調(diào)整以使x-f空間信號的復制不嚴重重疊(即混疊)，則可以從所采集的k-t空間數(shù)據(jù)(1-6)中獲得幾乎無誤差的重構。然而，為避免任何嚴重的混疊要對采樣模式進行嚴格要求，因為它涉及在x-f空間(2，3，6)中的圖像信號的幾何壓縮(geometric packing)。
如果在x-f空間中的某些部分允許某些混疊，則以k-t空間的采樣模式可以進一步增加效率。如果信號的估計可用，以加權的最小二乘方方式仍然可以部分地解決所得的混疊。這種方法是BLAST(廣泛使用的線性采集加速技術)方法(7)到k-空間的延伸，使用參考圖像作為預先信息來部分地解決混疊。如果具有不同的靈敏度的多個接收器線圈比如可用在SENSE(靈敏度編碼)方法(8)中，附加的數(shù)據(jù)可用于在這種模式的多個線圈方式中進一步解決混疊。
方法在BLAST中，經(jīng)重構的圖像確定為下列線性系統(tǒng)的解(數(shù)據(jù)一致性約束)FT{ρ(x~)}(k~1)=d(k~1)---[1]]]>這里FT{.}表示傅立葉變換； 是在第1的k-空間位置上的測量數(shù)據(jù)。BLAST將 確定為使下式范數(shù)最小化的式(1)的可行的解∫||ρ(x~)-Rstatic(x~)||2/||Rdynamic(x~)+λ||2dx~---[2]]]>這里 是靜態(tài)參考圖像，顯示了基線信號； 是動態(tài)參考圖像，突出了自基線的變化的可能面積；λ是改善線性系統(tǒng)的規(guī)則化定值的標量(scalar-valued regularise)。在k-t空間形成中， 表示空間坐標和時間頻率，而 表示k-空間的位置和時間。式(2)的多線圈方式是FT{ρ(x~)·Sj(x~)}(k~1)=dj(k~1)---[3]]]>這里 和 分別表示靈敏度映射和從第j線圈測量的數(shù)據(jù)。
所提出的易于實施的方法形式將采集分為訓練和采集階段(雖然其它的方案也是可以的)(附圖2)。在訓練階段，通過在全視場以較低的空間分辨率(9)采樣k-空間獲得預先信息來重構 根據(jù)在從訓練和采集階段所采集的圖像之間的相似性(例如相反)，可以將 設定到幾種可能的選擇，包括1.在x-f空間中的訓練數(shù)據(jù)的傅立葉重構的幅值；2.在乘以傅立葉重構的訓練數(shù)據(jù)的模糊的閾值形式的x-f空間中固定的時間頻率濾波以突出變化的可能面積。
對于 的任何選擇，它的時間頻率DC(“直流”)項設定為零，因為下面分別估計DC項。
在采集階段，k-空間被粗采樣。為簡單起見，在附圖2中示出序列交錯的模式，但其它的采樣模式也是可能的。 設定為零，除了時間頻率DC項之外，它從在采集階段的所有的數(shù)據(jù)的時間平均中確定。通過式(1)或(3)的最小二乘方擬合到粗采樣的數(shù)據(jù)對圖像進行重構(根據(jù)式(2)加權)。如果k-t空間采樣模式是周期性的，則計算以類似于笛卡兒SENSE(8)或多區(qū)域MRI(10)的簡易性極大地簡化。
結果&討論使用先前重構的心臟圖像序列(11)顯示模擬結果。在用于訓練的低分辨率(16個相位編碼線)中使用40幀，同時使用在其余的160幀中的數(shù)據(jù)的僅25％進行重構，模擬四倍的加速。具有單個或6個接收器線圈的重構與原始圖像進行比較。誤差值指示相對均方根(RMS)重構誤差(100％＝RMS原始信號強度)。在兩種情況下誤差都是＜2％。如所預計，對于多線圈情況由于來自附加的線圈的數(shù)據(jù)的緣故誤差較低。
結果顯示出優(yōu)良的單/多線圈法實現(xiàn)有效且靈活的動態(tài)成像。增加的加速度可以允許在x-f空間中的輕微重疊，這通過使用預先信息部分地解決，輕微的重疊導致了可忽略的重構誤差。最后，k-t空間采樣不需要對每個特定的情況最佳，附圖4以圖形方式顯示了其中使用本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)。
磁共振成像系統(tǒng)包括產(chǎn)生穩(wěn)定且均勻的磁場的一組主線圈10。主線圈例如被構造成使它們包圍著隧道形狀的檢查空間。要檢查的患者滑入這個隧道形檢查空間。磁共振成像系統(tǒng)也包括多個梯度線圈11、12，由此產(chǎn)生具有空間變化尤其是在單個方向上以時間梯度形式變化的磁場以疊加在均勻的磁場上。梯度線圈11、12連接到可控制的電源單元21。通過電源單元21給梯度線圈11、12施加電流向其供電。梯度的強度、方向和持續(xù)時間通過控制電源單元來控制。磁共振成像系統(tǒng)也包括分別用于產(chǎn)生RF激勵脈沖和用于拾取磁共振信號的發(fā)射和接收線圈13、15。發(fā)射線圈13優(yōu)選被構造成可以包圍待檢查對象的(一部分)身體的身體線圈。身體線圈通常設置在磁共振成像系統(tǒng)中以使在磁共振成像系統(tǒng)中設置的要檢查的患者30由身體線圈13包圍。身體線圈13作為發(fā)射RF激勵脈沖和RF聚焦脈沖的發(fā)射天線用?？扇〉?，身體線圈13包含發(fā)射的RF脈沖的空間均勻的強度分布。接收線圈15優(yōu)選是表面線圈15，它設置在要檢查的患者30的身體上或其附近。這種表面線圈15具有接收在空間上也是不均勻的磁共振信號的高靈敏度。這意味著單個表面線圈15主要對來自不同的方向(即來自在要檢查的患者的身體的空間中的不同的部位)的磁共振信號敏感。線圈靈敏度分布表示表面線圈組的空間靈敏度。發(fā)射線圈尤其是表面線圈連接到解調(diào)器24并且通過解調(diào)器24對所接收的磁共振信號(MS)進行解調(diào)。所解調(diào)的磁共振信號(DMS)應用到重構單元。重構單元從所解調(diào)的磁共振信號(DMS)中并基于表面線圈組的靈敏度分布重構磁共振圖像。線圈靈敏度分布事先已經(jīng)測量并例如用電子學方法存儲在包括在重構單元中的存儲器單元中。重構單元從解調(diào)的磁共振信號(DMS)中導出一個或多個圖像信號，該圖像信號表示一個或多個可能連續(xù)的磁共振圖像。這意味著這種磁共振圖像的圖像信號的信號電平表示相關的磁共振圖像的亮度值。重構單元25在實際中優(yōu)選被構造為數(shù)字圖像處理單元25，對該數(shù)字圖像處理單元進行編程以從解調(diào)的磁共振信號中并基于線圈靈敏度分布重構磁共振圖像。特別是對數(shù)字圖像處理單元25進行編程以根據(jù)所謂的SENSE技術或者所謂SMASH技術執(zhí)行重構。來自重構單元的圖像信號應用到監(jiān)視器26以使監(jiān)視器26能夠顯示磁共振圖像(一個或多個)的圖像信息。也可以將圖像信號存儲在緩沖單元27中以等待進一步的處理，例如以硬拷貝的形式打印。
為了形成待檢查患者的磁共振圖像或者連續(xù)磁共振圖像的數(shù)列，患者的身體暴露在檢查空間中充滿的磁場中。穩(wěn)定且均勻的磁場(即主磁場)使待檢查的患者的身體中的較小過量的自旋在主磁場方向取向。這在該身體中產(chǎn)生了(小)凈宏觀磁化。這些自旋例如是核自旋比如氫原子核(質(zhì)子)，但也可能涉及電子自旋。磁化局部受到施加的梯度磁場的影響。例如，梯度線圈12施加選擇梯度以選擇或多或少的身體片層。隨后，發(fā)射線圈將RF激勵脈沖施加到待檢查的患者的要成像的部位中的檢查空間。RF激勵脈沖激勵在所選擇的片層中的自旋，即凈磁化然后執(zhí)行繞主磁場的方向的進動運動。在這個操作中以在主磁場中的RF激勵脈沖的頻率段內(nèi)的拉莫爾頻率激勵這些自旋。然而，在遠大于這種薄片層的身體部分中激勵自旋也是非?？赡艿?；例如可以在身體中基本在三個方向上延伸的三維部分中激勵自旋。在RF激勵之后自旋慢慢返回到他們的初始狀態(tài)并宏觀的磁化返回到它的(熱)均衡狀態(tài)。松弛的自旋然后發(fā)射磁共振信號。因為施加讀出梯度和相位編碼梯度，磁共振信號具有對例如在所選擇的片層中的空間位置進行編碼的多個頻率分量。k-空間通過讀出梯度和相位編碼梯度的施加通過磁共振信號被掃描。根據(jù)本發(fā)明，特別是相位編碼梯度的施加導致了相對于磁共振圖像的預定的空間分辨率的k-空間的子采樣。例如，對于磁共振圖像的預定的分辨率太小的多個行(例如一半該數(shù)量的行)被掃描，盡管采樣的最佳化可用于進一步改善重構。
權利要求
1.一種產(chǎn)生連續(xù)的磁共振圖像的磁共振成像方法，其中-通過連續(xù)掃描在k-空間中的相應的點組來采集連續(xù)組的磁共振信號以使-連續(xù)掃描構造k-空間的采樣-連續(xù)掃描以完全采樣密度更加頻繁地覆蓋k-空間的預定部分，和-從連續(xù)組的磁共振信號中重構連續(xù)的磁共振圖像。
2.如權利要求1所述的磁共振成像方法，其中-從連續(xù)地掃描k-空間的預定部分的磁共振信號中形成磁共振信號的訓練組的連續(xù)更新，-從以欠采樣的方式連續(xù)地掃描整個k-空間的磁共振信號中形成磁共振信號欠采樣組的連續(xù)更新，-可選擇地從訓練數(shù)據(jù)和/或欠采樣數(shù)據(jù)中或者從在具有很小或者沒有運動的時間周期中單獨采集的數(shù)據(jù)中重構靜態(tài)參考圖像，-在單獨通過幾何空間或通過幾何空間和時間頻率跨越的空間中從靜態(tài)參考圖像和/或訓練數(shù)據(jù)中識別在連續(xù)的磁共振圖像中的變化的似然性的分布，-基于所識別的變化的似然性的分布和可選擇的靜態(tài)參考圖像從欠采樣的磁共振信號的相應組中重構連續(xù)的磁共振圖像。
3.如權利要求2所述的磁共振成像方法，其中-通過具有空間靈敏度分布的接收器天線系統(tǒng)采集磁共振信號，以及其中-從在時間平均之后的欠采樣數(shù)據(jù)和/或訓練數(shù)據(jù)中或者從單獨采集的數(shù)據(jù)中導出空間靈敏度分布-也基于空間靈敏度分布重構連續(xù)的磁共振圖像。
4.如權利要求2所述的磁共振成像方法，其中-通過具有空間靈敏度分布的接收器天線系統(tǒng)采集磁共振信號，-沿多個信號通道采集磁共振信號，-對每個信號通道分別獨立地重構連續(xù)的磁共振圖像，和-通過基于逐個體素地計算信號強度的均方根來組合來自多個信號通道的連續(xù)的磁共振圖像而不用知道空間靈敏度分布。
5.一種形成連續(xù)的磁共振圖像的磁共振成像方法，其中-采集磁共振信號的訓練組，-以欠采樣的方式采集磁共振信號組的動態(tài)數(shù)列，-靜態(tài)參考圖像是-在單獨通過幾何空間或通過幾何空間和時間頻率跨越的空間中從靜態(tài)參考圖像和/或訓練數(shù)據(jù)中識別在連續(xù)的磁共振圖像中的變化的似然性的分布，-基于所識別的變化的似然性的分布和可選擇地靜態(tài)參考圖像從欠采樣的磁共振信號的相應組中重構連續(xù)的磁共振圖像。其特征在于-以欠采樣的方式并通過具有空間靈敏度分布的接收器天線系統(tǒng)采集磁共振信號，以及其中-可選擇地也基于空間靈敏度分布重構連續(xù)的磁共振圖像。
6.一種磁共振成像系統(tǒng)，該磁共振成像系統(tǒng)被設置成-采集磁共振信號的訓練組，-以欠采樣的方式采集磁共振信號組的動態(tài)數(shù)列，-可選擇地從訓練數(shù)據(jù)和/或欠采樣數(shù)據(jù)中或者從具有很小或沒有運動的時間周期中單獨采集的數(shù)據(jù)中重構靜態(tài)參考圖像，-在單獨通過幾何空間或通過幾何空間和時間頻率跨越的空間中從靜態(tài)參考圖像和/或訓練數(shù)據(jù)中識別在連續(xù)的磁共振圖像中的變化的似然性的分布，-基于所識別的變化的似然性的分布和可選擇地靜態(tài)參考圖像從動態(tài)數(shù)列的磁共振信號的相應組中重構連續(xù)的磁共振圖像，其特征在于-以欠采樣的方式并通過具有空間靈敏度分布的接收器天線系統(tǒng)采集磁共振信號，以及其中-可選擇地也基于空間靈敏度分布重構連續(xù)的磁共振圖像。
7.一種包括如下指令的計算機程序-采集磁共振信號的訓練組，-以欠采樣的方式采集磁共振信號組的動態(tài)數(shù)列，-可選擇地從訓練數(shù)據(jù)和/或欠采樣數(shù)據(jù)中或者從具有很小或沒有運動的時間周期中單獨采集的數(shù)據(jù)中重構靜態(tài)參考圖像，-在單獨通過幾何空間或通過幾何空間和時間頻率跨越的空間中從靜態(tài)參考圖像和/或訓練數(shù)據(jù)中識別在連續(xù)的磁共振圖像中的變化的似然性的分布，-基于所識別的變化的似然性的分布和可選擇地靜態(tài)參考圖像從動態(tài)數(shù)列的磁共振信號的相應組中重構連續(xù)的磁共振圖像，其特征在于-以欠采樣的方式并通過具有空間靈敏度分布的接收器天線系統(tǒng)采集磁共振信號，以及其中-可選擇地也基于空間靈敏度分布重構連續(xù)的磁共振圖像。
全文摘要
基于所識別的變化的似然性的分布和可選擇的靜態(tài)參考圖像從動態(tài)數(shù)列的磁共振信號的相應組中重構連續(xù)磁共振圖像。通過具有空間靈敏度分布的接收器天線以欠采樣的方式采集磁共振信號，并且可選擇地也基于空間靈敏度分布重構連續(xù)的磁共振圖像。
文檔編號A61B5/055GK1653348SQ03810844
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月9日 優(yōu)先權日2002年5月13日
發(fā)明者J·陶, K·P·普魯斯曼恩, P·博斯格 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司