用于快速磁共振成像的系统和方法技术方案

一种磁共振成像的系统(100)和方法。该方法包括产生经由感兴趣区域(ROI)的主磁场，将选层梯度施加于所述ROI的一个层面，将至少两个射频脉冲施加于所述层面以产生至少两个回波，将第一编码梯度和第二编码梯度施加在所述回波上，以及基于所述回波生成MR图像。

Systems and methods for fast magnetic resonance imaging

A magnetic resonance imaging system (100) and method. The method includes generating the main magnetic field through the region of interest (ROI), applying the layer selection gradient to one layer of the ROI, applying at least two radio frequency pulses to the layer to generate at least two echoes, applying the first coding gradient and the second coding gradient to the echo, and generating an MR image based on the echo.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于快速磁共振成像的系统和方法
本申请一般涉及磁共振成像(MRI)，更具体地，涉及用于MRI中的快速成像的系统和方法。
技术介绍
磁共振成像(MRI)是一种被广泛使用的医疗技术，所述技术通过利用强大的磁场和射频(RF)技术生成感兴趣区域(ROI)的图像。当对象被执行MRI扫描时，各种RF脉冲序列可以被传输到所述对象的ROI。传输RF脉冲序列和接收磁共振信号的时间决定MRI扫描的采集时间(TA)。考虑到这些脉冲序列的大功率，所述对象在RF脉冲序列下的长时间曝光可能对所述对象造成物理损害。因此，为了安全起见，期望减少采集时间。
技术实现思路
在本申请的第一方面，提供了一种用于生成磁共振(MR)图像的方法。所述方法可以包括产生经由感兴趣区域(ROI)的主磁场；将选层梯度施加于所述ROI的一个层面；将至少两个射频脉冲施加于所述ROI的所述层面以产生至少两个回波；在第一方向上将第一编码梯度施加于每个回波，同时在第二方向上将第二编码梯度施加于每个回波，其中，所述第一编码梯度的用于采集k空间的中心区域的振幅低于当所述第一编码梯度的用于采集所述k空间的边缘区域的振幅；基于所述编码梯度生成至少两个欠采样k空间数据集；以及通过将至少一个图像重建方法应用于所述欠采样的k空间数据集来生成MR图像。在本申请的第二方面，本申请提供一种磁共振成像(MRI)系统，所述MRI系统可以包括MRI扫描仪、控制单元和处理单元。所述MRI扫描仪可以包括主磁场发生器，被配置为产生经由感兴趣区域(ROI)的主磁场；梯度场发生器，被配置为将选层梯度施加于所述ROI的一个层面，在第一方向上生成第一编码梯度，以及在第二方向上生成第二编码梯度；以及射频发送/接收单元，被配置为将至少两个RF脉冲发送到所述ROI的所述层面以产生至少两个回波。所述梯度磁场发生器可以被配置为在第一方向上将所述第一编码梯度施加于每个回波，同时在第二方向上将所述第二编码梯度施加于每个回波，所述第一编码梯度的用于采集k空间的中心区域的振幅低于当所述第一编码梯度的用于采集所述k空间的边缘区域的振幅。在一些实施例中，所述RF脉冲包括快速自旋回波(FSE)。在一些实施例中，所述第一方向上的所述第一编码梯度的波形包括三个稳定阶段和两个变化阶段。在一些实施例中，所述第一方向上的所述第一编码梯度的波形包括具有平滑变化的函数的一部分。在一些实施例中，所述平滑变化的函数包括高斯函数或调和函数。在一些实施例中，所述第二方向上的所述第二编码梯度包括振荡波形。在一些实施例中，所述波形以周期性方式或非周期方式振荡。在一些实施例中，所述在所述第一方向上施加所述第一编码梯度，包括：对两个不同的回波分别施加至少两个不同的编码梯度。在一些实施例中，所述第一方向上的所述第一编码梯度进一步包括散相梯度和聚相梯度中的至少一个。在一些实施例中，所述第二方向上的所述第二编码梯度进一步包括散相梯度和聚相梯度中的至少一个。在一些实施例中，在所述k空间的所述中心区域的欠采样k空间数据集的分布密度大于在所述k空间的所述边缘区域的欠采样k空间数据集的分布密度。在一些实施例中，所述图像重建方法包括压缩感知、并行成像技术或部分傅立叶重建中的至少一种。本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。附图说明本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的符号表示相同的部件，其中：图1是根据本申请的一些实施例所示的磁共振成像(MRI)系统的框图；图2是根据本申请的一些实施例所示的MRI系统的框图；图3是根据本申请的一些实施例所示的执行MR扫描的流程图；图4是根据本申请的一些实施例所示的磁共振成像过程中的示例性T1弛豫和示例性T2弛豫的示意图；图5是根据本申请的一些实施例所示的用于磁共振成像的示例性回波链的示意图；图6是根据本申请的一些实施例所示的处理单元的框图；图7是根据本申请的一些实施例所示的处理单元执行的过程的流程图；图8是根据本申请的一些实施例所示的图像处理模块的框图；图9是根据本申请的一些实施例所示的成像过程的流程图；图10是根据本申请的一些实施例所示的k空间采样的流程图；图11是根据本申请的一些实施例所示的单个重复时间(TR)内的二维快速自旋回波脉冲序列的示意图；图12A-12F是根据本申请的一些实施例的示例性x方向编码梯度；图13A-13F是根据本申请的一些实施例的示例性y方向编码梯度；图14是根据本申请的一些实施例所示的k空间轨迹的基线的分布的示意图；图15是根据本申请的一些实施例所示的k空间采样的示意图；图16是根据本申请的一些实施例所示的水模的k空间采样的示意图；图17A-17C是根据本申请的一些实施例所示的分辨率水模的MR图像；图18A-18C是根据本申请的一些实施例所示的SheppLogan水模的MR图像；图19是根据本申请的一些实施例所示的膝盖的k空间采样的示意图；以及图20A-20C是根据本申请的一些实施例所示的膝盖的MR图像。具体实施方式以下描述是为了使本领域的普通技术人员能够实施和利用本申请，并且该描述是在特定的应用场景及其要求的环境下提供的。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所公开的实施例作出各种改变，并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下，本申请中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本申请并不限于所描述的实施例，而应该被给予与权利要求一致的最广泛的范围。应当理解，当模块或单元被称为“在之上”、“连接到”或“耦合到”另一个模块或单元时，可以是直接在其他模块或单元或可以存在的中间模块或单元上、连接或耦合到其他模块或单元或可以存在的中间模块或单元。相反，当模块或单元被称为“直接在之上”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一模块或单元时，可能不存在中间模块或单元。在本申请中，术语“和/或”可包括一个或以上相关所列条目的任何和所有组合。本申请中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施例，并不限制本申请的范围。如本申请使用的单数形式“一”、“一个”及“该”可以同样包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应当理解，如在本申请说明书中，术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整体、步骤、操作、组件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或以上其他特征、整体、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。本申请一般涉及磁共振成像(MRI)，更具体地，涉及用于MRI中的快速成像的系统和方法。可以通过操纵被称为k空间的虚拟空间来生成MRI图像。这里使用的术语“k空间”可以指表示MR图像中的空间频率的数字阵列(矩阵)。在一些实施例中，k空间可以是MR图像的2D或3D傅里叶变换。操纵k空间的方式，被称为k空间采样，可以影响采集时间(TA)。如这里所使用的，术语“采集时间”可以指采集整个脉冲序列的信号的时间。例如，术语“采集时间”可以指从开始填充k空间到采集整个k空间数据集的时间。传统上，提供两个k空间采样方法，笛卡尔采样和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成磁共振(MR)图像的方法，所述方法包括：产生经由感兴趣区域(ROI)的主磁场；将选层梯度施加于所述感兴趣区域的一个层面；将至少两个射频脉冲施加于所述感兴趣区域的所述层面以产生至少两个回波；在第一方向上将第一编码梯度施加于每个回波，同时在第二方向上将第二编码梯度施加于每个回波，其中，所述第一编码梯度的用于采集k空间的中心区域的振幅低于所述第一编码梯度的用于采集所述k空间的边缘区域的振幅；基于所述第一方向上的所述第一编码梯度和所述第二方向上的所述第二编码梯度，生成至少两个欠采样的k空间数据集；以及通过将至少一个图像重建方法应用于所述欠采样的k空间数据集来生成磁共振图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生成磁共振(MR)图像的方法，所述方法包括：产生经由感兴趣区域(ROI)的主磁场；将选层梯度施加于所述感兴趣区域的一个层面；将至少两个射频脉冲施加于所述感兴趣区域的所述层面以产生至少两个回波；在第一方向上将第一编码梯度施加于每个回波，同时在第二方向上将第二编码梯度施加于每个回波，其中，所述第一编码梯度的用于采集k空间的中心区域的振幅低于所述第一编码梯度的用于采集所述k空间的边缘区域的振幅；基于所述第一方向上的所述第一编码梯度和所述第二方向上的所述第二编码梯度，生成至少两个欠采样的k空间数据集；以及通过将至少一个图像重建方法应用于所述欠采样的k空间数据集来生成磁共振图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频脉冲包括快速自旋回波(FSE)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向上的所述第一编码梯度的波形包括三个稳定阶段和两个变化阶段。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向上的所述第一编码梯度的波形包括平滑变化的函数的一部分。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述平滑变化的函数包括高斯函数或调和函数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二方向上的所述第二编码梯度包括振荡波形。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述波形以周期性方式或非周期方式振荡。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一方向上施加所述第一编码梯度，包括：对两个不同的回波分别施加至少两个不同的编码梯度。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向上的所述第一编码梯度进一步包括散相梯度和聚相梯度中的至少一个。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二方向上的所述第二编码梯度进一步包括散相梯度和聚相梯度中的至少一个。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述k空间的所述中心区域的欠采样k空间数据集的分布密度大于在所述k空间的所述边缘区域的欠采样k空间数据集的分布密度。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像重建方法包括压缩感知、并行成像技术或部分傅立叶重建中的至少一种。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿着第三方向的选层梯度与所述第一方向和所述第二方向正交。15.一种磁共振成像(MRI)系统，包括：磁共振成像扫描仪、控制单元和处理单元，所述磁共振成像扫描仪包括：主磁场发生器，被配置为产生经由感兴趣区域(ROI)的主磁场；梯度磁场发生器，被配置为将选层梯度施加于所述感兴趣区域的一个层面，在第一方向上生成第一编码梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国斌，王超洪，李兆鹏，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31