用于磁共振成像的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于磁共振成像的方法(1)和系统。所述方法包括通过仅采样对象(19、20)的k空间的一部分(5)来采集对象(19、20)的MR数据集。该被采样部分(5)可以基本上为三角形，或者由多个平面组成，所述平面延伸通过k空间的原点并且与k空间中的共同球冠相切。然后将逆傅里叶变换应用于MR数据集以将其从k空间变换到图像空间。然后基于图像空间中的变换的MR数据集计算具有扇形或锥形束几何形状(28)的最终MR图像(25、29)。

Methods and systems for magnetic resonance imaging

The invention relates to a method (1) and a system for magnetic resonance imaging. The method includes collecting MR data sets of objects (19, 20) by sampling only part (5) of K space of objects (19, 20). The sampled part (5) can be basically triangular or composed of multiple planes extending through the origin of the K space and tangent to the common spherical crown in the K space. Then inverse Fourier transform is applied to MR data set to transform it from K space to image space. Then the final MR image (25, 29) with sector or conical beam geometry (28) is calculated based on the transformed MR data set in the image space.

【技术实现步骤摘要】
用于磁共振成像的方法和系统
本专利技术涉及用于磁共振成像的方法和用于磁共振成像的系统。
技术介绍
导致本申请的活动已获得欧洲创新与技术研究所(EIT)根据拨款协议NoEIT/EITHEALTH/SGA2017/1提供的资金。该欧洲机构得到了欧盟“地平线2020”研究和创新计划的支持。尤其是在诸如中风疗法(stroketherapy)的医学应用中，诸如X射线成像、磁共振(MR)成像或血管造影术的不同类型的成像装置和方法可能是有用的。在中风疗法中的常见做法是使用常规的C形臂X射线装置在介入期间采集若干投影图像，以向医生提供例如导管和血管分叉的图像。取决于血管分叉的方向，可以从不同的角度，即从不同的透视、投影方向或视角获取这些投影图像。可以通过使用初步3D数字减影血管造影(DSA)提取血管树来确定理想的角度。X射线图像通常可以提供更高的空间分辨率，而MR图像通常可以提供更好的软组织对比度。可以经由MR投影采集或通过对通过k空间的原点的线或平面进行采样，并对采样数据进行傅里叶变换而获得MR图像，根据众所周知的中心切片定理，所述采样数据可以导致投影图像。而且，SandyNapel等人在“用于MR血管造影的快速傅里叶投影”，1991(https://doi.org/10.1002/mrm.1910190230)中已描述了一种用于从一组完整的k空间数据生成具有任意角度的虚拟投影MR图像的方法，其不依赖于射线追踪技术。然而，有问题的是，已知方法基于平行束几何形状导致MR图像，而X射线投影图像通常基于扇形或锥形束几何形状。这意味着，X射线图像和MR图像彼此不易兼容，至少在没有进一步处理的情况下是这样。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现使用MR成像的改进的医学成像技术。该目的通过独立权利要求的主题来实现。在其他权利要求以及以下描述和附图中指示具有本专利技术的有利改进的有利实施例。根据本专利技术的方法涉及磁共振(MR)成像。所述方法包括通过仅采样对象的k空间的一部分来采集所述对象的第一部分的MR数据集。k空间的被采样部分可以基本上形成为像一个三角形或锥形，或者像两个对称布置的三角形或锥形，每个三角形或锥形的各自的尖端位于k空间的坐标系的原点处，并且每个三角形或锥形沿着所述坐标系的纵坐标轴延伸。坐标系的原点也可以表示为k空间的原点。k空间的被采样部分同样可以由多个平面组成，其中每个平面从或通过所述原点延伸，并且与k空间中的共同球或球冠相切。这意味着所有平面都与相同的球或球冠相切。球或球冠可以以纵坐标轴为中心或围绕纵坐标轴对称地布置。在所述方法的后续步骤中，将逆傅里叶变换应用于所述MR数据集以将所述MR数据集从k空间变换到图像空间。所述方法的另一步骤包括基于图像空间中的变换的MR数据集计算具有扇形或锥形束几何形状的最终MR图像或投影。对于扇形束几何形状的情况，k空间的被采样部分可以形成或成形为像上述一个或两个三角形。该情况可以对应于傅里叶中心切片定理的1D/3D版本。对于锥形束几何形状的情况，k空间的被采样部分可以包括上述平面或其部分或由其组成。该情况可以对应于傅里叶中心切片定理的2D/3D版本。相应地，最终MR图像可以是2D图像或3D图像。特别是对于医学应用，对象可以是患者、患者的一部分或组织样本。然而，可以将本专利技术应用于其他
或工业中，例如应用于成像技术装置或部件。在本专利技术的特别有利改进中，在附加的处理步骤中作为根据本专利技术的方法的一部分，使用扇形或锥形束几何形状采集对象的第二部分的X射线图像数据。其中，第一和第二部分至少部分地彼此重叠。然后用对应于X射线图像数据的扇形或锥形束几何形状的扇形或锥形束几何形状计算最终MR图像。至少在该改进中，根据本专利技术的方法可以成为用于组合射线照相和磁共振成像的方法。第一和第二部分彼此至少部分地重叠意味着通过X射线成像以及通过MR成像对两个部分重叠的对象的一部分进行成像或图像化。使用扇形或锥形束几何形状来采集X射线图像数据意味着用于采集或生成X射线图像数据的X射线辐射具有一定角度的光束并且起源于基本上一个点源。因此X射线辐射的单独光线彼此不平行，而是形成用于2D成像的扇形或用于3D成像的锥形。不同的束几何形状，例如扇形束、锥形束或平行束，可以对对象的不同部分进行射线照相，并且可以导致不同的图像或具有不同特性或性质(例如特定或特征性的失真)的图像，这取决于束几何形状。应当理解，对于2D成像，扇形束几何形状可以用于采集X射线图像数据，并且相应地，计算最终MR图像以具有扇形束几何形状。另一方面，对于3D成像，锥形束几何结构可以用于采集X射线图像数据，并且相应地，然后计算最终MR图像以具有锥形束几何形状。对于最终MR图像具有某个几何形状意味着其具有对应于或特定于通过使用对应束几何形状的真实或虚拟束创建或获得的投影图像的相应特性或性质。可以由MR成像装置获得并提供的所需MR数据集由k空间中的数据点组成。就本专利技术而言，k空间指的是在磁共振成像中广泛使用的相应形式，其应当是本领域技术人员公知的。k空间可以被认为是阵列、网格或矩阵，其被填充或填充有直接从MR成像装置的MR信号获取的测量值。这些测量值表示空间频率，意味着对象或至少对象的被成像的第二部分表示为或可以表示为k空间中的空间频率。因此k空间是空间频率域，并且傅里叶形式可以用于在位置或图像空间和k空间之间进行变换。k空间可以由坐标系跨越，其纵坐标轴表示在Y方向上的MR图像的空间频率，并且坐标系的横坐标表示在X方向上的空间频率。k空间中的每个数据点包含关于最终图像中的每个像素的特定频率和相位信息。中心切片定理表明，通过k空间的原点的线或平面的逆傅里叶变换相当于检测器上的平行束投影，即分别平行于线或平面的投影线或投影平面。本专利技术基于可以适应常规中心切片的洞察。然后可以说，扇形束投影的傅里叶变换是傅里叶或k空间中的三角形或楔形或沙漏形。锥形束投影的数据或信息相应地包含在由通过原点的平面组成的傅里叶或k空间中的部分或形状中，并且相对于彼此扇出或成角度，使得所有平面与相同的球或球冠相切。可以将这些平面描述为围绕原点倾斜和/或旋转。通过仅对k空间的所述部分进行采样，可以精确地采集生成具有对应的扇形或锥形束几何形状的最终MR图像所需的那些数据或数据点。应当注意，傅里叶空间是点对称的。可以通过例如从k空间的正半部或半平面或在k空间的正半部或半平面中，或者从k空间的负半部或半平面或在k空间的负半部或半平面中采样MR数据点来利用该点对称性。例如，是否使用该方法可以取决于用于在逐病例的基础上采集相应MR数据集(即，MR数据点或采样点)的相应采样轨迹。将逆傅里叶变换应用于MR数据集导致或生成至少一个平行投影MR图像，即，具有对应于平行束投影的平行束几何形状或失真特性的MR图像。取决于采样方案或采样轨迹，即，用于采集MR数据集的单独数据点的路径或模式，对应于或属于k空间中的一个线或平面的MR数据点可以一起逆傅里叶变换为数据组或块。这意味着，可以对MR数据集执行多个逆傅里叶变换，其中每个逆傅里叶变换仅应用于完整MR数据集的一部分，直到至少基本上完整的MR数据集已进行逆傅里叶变换。然后每个逆傅里叶变换生成单独的平行投影MR图像。从变换的MR数据集，即至少一个平行束投影或平行投影M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于磁共振成像的方法(1)，包括：‑通过仅采样对象(19、20)的k空间的一部分(5)来采集所述对象(19、20)的第一部分的MR数据集，其中‑k空间的被采样部分(5)基本上形成为像一个三角形(6、7)，或者像两个对称布置的三角形(6、7)，每个三角形(6、7)的各自的尖端位于k空间的坐标系(3、4)的原点处，并且每个三角形沿着所述坐标系(3、4)的纵坐标轴(4)延伸，或者‑k空间的被采样部分(5)由多个平面组成，其中每个平面延伸通过所述原点并且与k空间中的共同球冠相切，‑将逆傅里叶变换应用于所述MR数据集以将所述MR数据集从k空间变换到图像空间，‑基于图像空间中的变换的MR数据集计算具有扇形或锥形束几何形状(28)的最终MR图像(25、29)。

【技术特征摘要】
2017.08.25 EP 17187933.11.一种用于磁共振成像的方法(1)，包括：-通过仅采样对象(19、20)的k空间的一部分(5)来采集所述对象(19、20)的第一部分的MR数据集，其中-k空间的被采样部分(5)基本上形成为像一个三角形(6、7)，或者像两个对称布置的三角形(6、7)，每个三角形(6、7)的各自的尖端位于k空间的坐标系(3、4)的原点处，并且每个三角形沿着所述坐标系(3、4)的纵坐标轴(4)延伸，或者-k空间的被采样部分(5)由多个平面组成，其中每个平面延伸通过所述原点并且与k空间中的共同球冠相切，-将逆傅里叶变换应用于所述MR数据集以将所述MR数据集从k空间变换到图像空间，-基于图像空间中的变换的MR数据集计算具有扇形或锥形束几何形状(28)的最终MR图像(25、29)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：-使用扇形或锥形束几何形状(22)采集所述对象(19、20)的第二部分的X射线图像数据，其中所述第一和第二部分至少部分地彼此重叠，以及-用对应于X射线图像数据的扇形或锥形束几何形状(22)的扇形或锥形束几何形状(28)计算所述最终MR图像(25、29)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于：-如果k空间的部分(5)形成为像一个或两个三角形(6、7)，则沿着通过k空间的原点的线(11)对其进行采样，以及-将逆傅里叶变换独立地应用于每个线(11)或平面的各自的数据，由此为每个线(11)或平面生成具有平行的投影几何形状的临时MR图像。4.根据权利要求1和2中任一项所述的方法(1)，其特征在于，使用笛卡尔网格采样方案(14、15)对k空间的部分(5)进行采样。5.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，使用采样点(18)布置在以相反曲折方案(17、18)从一个边缘到另一个边缘穿过k空间的部分(5)的两个线(17)上的采样方案对k空间的部分(5)进行采样。6.根据权利要求2所述的方法(1)，其特征在于，对于对应的扇形或锥形束几何形状(28)，使用与正在用于采集X射线图像数据相同的角度和/或方向来生成最终MR图像(25、29)。7.根据权利要求2或根据从属于权利要求2的权利要求3至5中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M莱吉萨，A梅尔，B斯蒂姆佩尔，C西本，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE