本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域，尤其涉及一種磁共振快速成像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為放射學(xué)主要的成像技術(shù)之一，磁共振成像被廣泛地應(yīng)用在臨床醫(yī)療診斷。因?yàn)榇殴舱癯上窬哂熊浗M織高對(duì)比度，沒有放射危害，可實(shí)現(xiàn)多對(duì)比機(jī)制成像，可選擇任意方位成像，可以進(jìn)行溫度成像等優(yōu)勢(shì)。但是，相對(duì)于電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、超聲掃描等成像技術(shù)，磁共振掃描速度要慢很多，尤其是對(duì)適合用于做介入手術(shù)的開放式低場(chǎng)磁共振成像系統(tǒng)。

目前，常見的磁共振掃描加速手段主要具有如下缺陷：

1)K空間關(guān)鍵孔技術(shù)。該技術(shù)先采集一個(gè)具有全觀數(shù)的參考數(shù)據(jù)集，然后頻繁更新K空間中心低頻部分的數(shù)據(jù)，從而加速掃描速度。因?yàn)橹皇堑皖l的中心數(shù)據(jù)得到更新，所以，犧牲了很大的空間分辨率。對(duì)于像介入針這樣的小尺度目標(biāo)，尤其是針尖，則會(huì)存在較大的誤差。

2)壓縮感知技術(shù)。該技術(shù)利用磁共振圖像的稀疏性或者在變換域具有稀疏性，通過擬隨機(jī)模式欠采樣K空間數(shù)據(jù)，然后非線性重建出圖像。該方法基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)基礎(chǔ)，是完全可以在低采樣率下重建出高質(zhì)量的圖像，只要能夠滿足圖像稀疏性或者圖像變換域具有稀疏性，和K空間數(shù)據(jù)欠采樣具有隨機(jī)性兩個(gè)要求。但是，因?yàn)獒t(yī)學(xué)磁共振圖像多數(shù)只是在變換域具有稀疏性(少數(shù)比如血管造影圖在圖像域就具有稀疏性)，而且非線性重建也需要復(fù)雜耗時(shí)的數(shù)學(xué)計(jì)算，因此，難以應(yīng)用在實(shí)際工作中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種磁共振快速成像方法及系統(tǒng)，不僅可以保持較高的空間分辨率，還可以加快掃描速度。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種磁共振快速成像方法，包括：

對(duì)目標(biāo)視野施加參考掃描，采集K空間原始數(shù)據(jù)中的全部觀數(shù)的數(shù)據(jù)，作為K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集的起始點(diǎn)；

對(duì)目標(biāo)視野施加更新掃描，并結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，來(lái)采集K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)或者下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)，且每次采集的數(shù)據(jù)均包含K空間中高頻成分與低頻成分；

每次更新掃描之后，將K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集中與更新掃描采集的觀數(shù)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的相位編碼行進(jìn)行替換更新；

對(duì)更新后的K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集進(jìn)行二維傅里葉逆變換，并對(duì)變換結(jié)果的值作取絕對(duì)值和歸一化處理得到圖像矩陣并呈現(xiàn)相應(yīng)圖像。

所述參數(shù)對(duì)包括：更新比與偏移量；

其中，所述更新比，指更新掃描采集的部分觀數(shù)占參考掃描采集的全部觀數(shù)的百分比；

所述偏移量，是用來(lái)表示更新掃描采集的部分觀數(shù)相對(duì)K空間中心位置的相對(duì)位置，定義為更新掃描采集的部分觀數(shù)中被K空間中心線分割的較小部分與較大部分的比值。

所述更新比為25％、33％、40％、45％或者50％；

所述偏移量為1:4、1:3、1:2或者1:1。

所述結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，來(lái)采集K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)或者下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)包括：

如果是奇數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)；

如果是偶數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)。

所述進(jìn)行二維傅里葉逆變換時(shí)，施加兩次90°相位偏移。

一種磁共振快速成像系統(tǒng)，包括：

參考掃描模塊，用于對(duì)目標(biāo)視野施加參考掃描，采集K空間原始數(shù)據(jù)中的全部觀數(shù)的數(shù)據(jù)，作為K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集的起始點(diǎn)；

更新掃描模塊，用于對(duì)目標(biāo)視野施加更新掃描，并結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，來(lái)采集K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)或者下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)，且每次采集的數(shù)據(jù)均包含K空間中高頻成分與低頻成分；

替換模塊，用于每次更新掃描之后，將K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集中與更新掃描采集的觀數(shù)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的相位編碼行進(jìn)行替換更新；

成像模塊，用于對(duì)更新后的K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集進(jìn)行二維傅里葉逆變換，并對(duì)變換結(jié)果的值作取絕對(duì)值和歸一化處理得到圖像矩陣并呈現(xiàn)相應(yīng)圖像。

所述參數(shù)對(duì)包括：更新比與偏移量；

其中，所述更新比，指更新掃描采集的部分觀數(shù)占參考掃描采集的全部觀數(shù)的百分比；

所述偏移量，是用來(lái)表示更新掃描采集的部分觀數(shù)相對(duì)K空間中心位置的相對(duì)位置，定義為更新掃描采集的部分觀數(shù)被K空間中心線分割的較小部分與較大部分的比值。

所述更新比為25％、33％、40％、45％或者50％；

所述偏移量為1:4、1:3、1:2或者1:1。

所述結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，來(lái)采集K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)或者下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)包括：

如果是奇數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)；

如果是偶數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)。

所述進(jìn)行二維傅里葉逆變換時(shí)，施加兩次90°相位偏移。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，每次進(jìn)行更新掃描時(shí)，所采集到的K空間部分觀數(shù)數(shù)據(jù)同時(shí)包含高頻和低頻成分，因而可以既保持較高的空間分辨率又可以提高時(shí)間分辨率，并加快掃描速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種磁共振快速成像方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的參考掃描時(shí)采集K空間原始數(shù)據(jù)中的全部觀數(shù)數(shù)據(jù)的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的奇數(shù)次更新掃描時(shí)采集以K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的偶數(shù)次更新掃描時(shí)采集以K空間下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種磁共振快速成像系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種磁共振快速成像方法的流程圖。如圖1所示，其主要包括如下步驟：

步驟11、對(duì)目標(biāo)視野施加參考掃描，采集K空間原始數(shù)據(jù)中的全部觀數(shù)的數(shù)據(jù)，作為K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集的起始點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例中，參考掃描由脈沖掃描序列實(shí)現(xiàn)，根據(jù)掃描目標(biāo)的不同，選擇的脈沖序列會(huì)有所不同。而且針對(duì)不同的目標(biāo)視野和序列，選擇的掃描參數(shù)也會(huì)有所不同。完整K空間相位編碼數(shù)目和頻率編碼數(shù)目(一次連續(xù)數(shù)據(jù)讀出)由目標(biāo)視野大小以及分辨率大小具體確定。

如圖2所示，參考掃描時(shí)采集K空間原始數(shù)據(jù)中的全部觀數(shù)的數(shù)據(jù)，參考掃描獲得的參考數(shù)據(jù)作為K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集的起始點(diǎn)，且此次掃描記為記作第零次掃描。

步驟12、對(duì)目標(biāo)視野施加更新掃描，并結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，來(lái)采集K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)或者下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)，且每次采集的數(shù)據(jù)均包含K空間中高頻成分與低頻成分。

本發(fā)明實(shí)施例中，參數(shù)對(duì)包括：更新比與偏移量；

其中，所述更新比，指更新掃描采集的部分觀數(shù)占參考掃描采集的全部觀數(shù)的百分比；

所述偏移量，是用來(lái)表示更新掃描采集的部分觀數(shù)相對(duì)K空間中心位置的相對(duì)位置，定義為更新掃描采集的部分觀數(shù)中被K空間中心線分割的較小部分與較大部分的比值。

所述更新比為25％、33％、40％、45％或者50％；

所述偏移量為1:4、1:3、1:2或者1:1。

本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)更新掃描是奇數(shù)次還是偶數(shù)次來(lái)采集K空間中不同部分的數(shù)據(jù)；具體來(lái)說：

如果是奇數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)；示例性的，如圖3所示，此時(shí)，更新比為40％，偏移量為1:3。

如果是偶數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)。示例性的，如圖4所示，此時(shí)，更新比為40％，偏移量為1:3。

如圖3-圖4可以看到，更新的部分觀數(shù)是相鄰的，即連在一起的。而且奇數(shù)次更新掃描采集的部分?jǐn)?shù)據(jù)與偶數(shù)次更新掃描采集的部分?jǐn)?shù)據(jù)是關(guān)于K空間中心對(duì)稱的。部分觀數(shù)的具體數(shù)量以及具體相位編碼位置由參數(shù)對(duì)(更新比與偏移量)決定。一般而言，部分觀數(shù)既包含K空間中的高頻成分又包含低頻成分。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖2-4中矩形框的中心點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，距離該基準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)則為高頻成分，較近則為低頻成分。

步驟13、每次更新掃描之后，將K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集中與更新掃描采集的觀數(shù)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的相位編碼行進(jìn)行替換更新。

步驟14、對(duì)更新后的K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集進(jìn)行二維傅里葉逆變換，并對(duì)變換結(jié)果的值作取絕對(duì)值和歸一化處理得到圖像矩陣并呈現(xiàn)相應(yīng)圖像。

此步驟中，進(jìn)行二維傅里葉逆變換時(shí)，施加兩次90°相位偏移。

本發(fā)明實(shí)施例的上述方案，每次進(jìn)行更新掃描時(shí)，所采集到的K空間部分觀數(shù)數(shù)據(jù)同時(shí)包含高頻和低頻成分，因而可以既保持較高的空間分辨率又可以提高時(shí)間分辨率，并加快掃描速度。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到上述實(shí)施例可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，上述實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CD-ROM，U盤，移動(dòng)硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。

本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供一種磁共振快速成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)前述實(shí)施例的成像方法。如圖5所示，該系統(tǒng)主要包括：

參考掃描模塊51，用于對(duì)目標(biāo)視野施加參考掃描，采集K空間原始數(shù)據(jù)中的全部觀數(shù)的數(shù)據(jù)，作為K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集的起始點(diǎn)；

更新掃描模塊52，用于對(duì)目標(biāo)視野施加更新掃描，并結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，來(lái)采集K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)或者下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)；

替換模塊53，用于每次更新掃描之后，將K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集中與更新掃描采集的觀數(shù)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的相位編碼行進(jìn)行替換更新；

成像模塊54，用于對(duì)更新后的K空間滑動(dòng)完整數(shù)據(jù)集進(jìn)行二維傅里葉逆變換，并對(duì)變換結(jié)果的值作取絕對(duì)值和歸一化處理得到圖像矩陣并呈現(xiàn)相應(yīng)圖像。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述參數(shù)對(duì)包括：更新比與偏移量；

其中，所述更新比，指更新掃描采集的部分觀數(shù)占參考掃描采集的全部觀數(shù)的百分比；

所述偏移量，是用來(lái)表示更新掃描采集的部分觀數(shù)相對(duì)K空間中心位置的相對(duì)位置，定義為更新掃描采集觀數(shù)中被K空間中心線分割的較小部分與較大部分的比值。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述更新比為25％、33％、40％、45％或者50％；

所述偏移量為1:4、1:3、1:2或者1:1。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，來(lái)采集K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)或者下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)包括：

如果是奇數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間上半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)；

如果是偶數(shù)次更新掃描，則結(jié)合預(yù)設(shè)的參數(shù)對(duì)，采集以K空間下半空間為主的部分觀數(shù)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述進(jìn)行二維傅里葉逆變換時(shí)，施加兩次90°相位偏移。

需要說明的是，上述系統(tǒng)中包含的各個(gè)功能模塊所實(shí)現(xiàn)的功能的具體實(shí)現(xiàn)方式在前面的各個(gè)實(shí)施例中已經(jīng)有詳細(xì)描述，故在這里不再贅述。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。