磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法技术

本发明专利技术提供一种磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法，包括：将被成像物体置于磁共振成像系统中，获取用于填充K空间的磁共振信号；分多个叶片对K空间进行采集，叶片间的K空间几何关系为旋转某一角度；对采集的各个叶片按照PROPELLER算法进行校正，计算出叶片间由于刚体运动造成的数据变化，计算出每一个叶片的运动校准系数；对每一个叶片，分别选取合适的其他叶片，将其他叶片按照运动校准系数变换到该叶片的笛卡尔坐标系下，计算叶片缺失数据的方向上线圈合并系数；根据计算出的系数填补叶片缺失的数据；对所有的叶片进行过同样的操作后，每一个叶片数据已经填补完毕，则按照PROPELLER算法填补完整的K空间，经过适当的变换至图像域后得到图像。利用这种方法，可以在有效地去除运动伪影的同时，在不采集校准数据的情况下，进行并行采集重建，使采集速度大大提升。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法，包括：将被成像物体置于磁共振成像系统中，获取用于填充K空间的磁共振信号；分多个叶片对K空间进行采集，叶片间的K空间几何关系为旋转某一角度；对采集的各个叶片按照PROPELLER算法进行校正，计算出叶片间由于刚体运动造成的数据变化，计算出每一个叶片的运动校准系数；对每一个叶片，分别选取合适的其他叶片，将其他叶片按照运动校准系数变换到该叶片的笛卡尔坐标系下，计算叶片缺失数据的方向上线圈合并系数；根据计算出的系数填补叶片缺失的数据；对所有的叶片进行过同样的操作后，每一个叶片数据已经填补完毕，则按照PROPELLER算法填补完整的K空间，经过适当的变换至图像域后得到图像。利用这种方法，可以在有效地去除运动伪影的同时，在不采集校准数据的情况下，进行并行采集重建，使采集速度大大提升。【专利说明】磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法【
】本专利技术涉及磁共振成像领域，特别涉及一种磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法。【
技术介绍
】 在磁共振成像技术中，成像的速度是衡量成像方法的一个很重要标准。限制成像速度的很重要因素是数据采集以及K空间填充。一般的数据采集方式要采满K空间数据，然后才能进行重建得到图像。磁共振并行采集重建技术，是利用线圈重组合并的方式，对欠采样的数据进行填补，利用填补完整的K空间数据进行重建。利用这样的方式，可以根据需求，只采集一部分K空间数据，不必采满整个K空间，由此可以大大加快成像的速度。比较常用的并行重建方法之一是广义自校准并行采集(GRAPPA，GeneRalizedAutocalibrating Partially Parallel Acquisitions)。传统的 GRAPPA 算法如图1 所不，黑色实点代表为实际采集的K空间数据；白色空点为欠采样需要填补的数据；灰色实点表示为了计算线圈合并系数而适量全采样的数据。GRAPPA算法认为，图1中任意一个白色空点可以表示为周围黑色实点的线性叠加，相当于对多个线圈的数据进行了合并，而线圈合并系数Hij (第i个线圈，第j个位置)可以通过黑色实点拟合灰色实点来确定。在线圈合并系数Hi j角定后，其他白色空点即可根据求得的线圈合并系数Hi 线圈合并填补空白数据。然而，磁共振成像(MRI)，由于其数据采集的时间比较长，病人或某些组织(如心脏)的运动常常导致图像中出现伪影，图像质量严重恶化。因此，有效地矫正运动伪影在临床上存在巨大的需求，也一直是医学磁共振成像的研究热点同时也是技术难题之一。James G Pipe于1999年提出PR0PALLER采样方式，对于运动伪影有很好的消除效果。PR0PALLER采集方式如图2所示，其中图1a为单一叶片采集区；Ib为多个叶片采集区后，拼凑成的一个完整的k空间，由于每一个叶片采集区都共有一部分区域，可以利用这部分区域矫正每个叶片之间的变化(如旋转、相位变化等)。这样的方式可以用来矫正由于采集物体运动造成的伪影。但是这种方法，由于k空间数据重叠较为严重，使得采集时间会比较长；传统的K空间采集方式，一个较为有效地加速采集速度的办法是利用并行采集(GRAPPA)方法。然而，由于校准数据的存在，使得加速的倍数打一定的折扣。尤其对于图1所以的采集方式，由于每一个叶片采集区本身条数就很少，如果再加上校准数据，则并行的优势就不明显；当然，也可以采用中间两个叶片共有的部分进行并行重建，线圈合并系数的计算，但是由于中间部分重叠的数据量一般较少，可导致计算出来的系数不准确。因此，需要探讨一种新的数据采集方法，以克服上面的技术问题。【
技术实现思路
】 本专利技术要解决的问题是提供一种磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法，加速传统的PR0PALLER采集方式。为解决上述问题，本专利技术技术方案提供一种磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法，包括如下步骤: 将被成像物体置于磁共振成像系统中，获取用于填充K空间的磁共振信号； 分多个叶片对K空间进行采集,叶片间的K空间几何关系为旋转某一角度； 对采集的各个叶片按照PROPELLER算法进行校正，计算出叶片间由于刚体运动造成的数据变化，计算出每一个叶片的运动校准系数； 对每一个叶片，分别选取合适的其他叶片，将其他叶片按照运动校准系数变换到该叶片的笛卡尔坐标系下，计算叶片缺失数据的方向上线圈合并系数； 根据计算出的系数填补叶片缺失的数据； 对所有的叶片进行过同样的操作后，每一个叶片数据已经填补完毕，则按照PROPELLER算法填补完整的K空间，经过适当的变换至图像域后得到图像。优选的，所述每个叶片包含一个K空间数据子集，且该数据子集是以欠采样的方式获得。优选的，两个叶片构成一个组，线圈合并系数并对叶片内缺失的数据填补过程在组内进行。优选的，所述一个组内的两个叶片相互垂直。优选的，所述两个叶片中的一个叶片与第一方向平行，其内的数据在与第一方向垂直的第二方向上是依照欠采样采集的方式获得。优选的，所述两个叶 片中的一个叶片与第二方向平行，其内的数据在第一方向是依照欠采样采集的方式获得。优选的，采集完第一个叶片后，调换相位编码和频率编码梯度，采集另一个叶片。优选的，所述K空间到图像域的变换是傅里叶变换。优选的，所述第二方向是Y轴方向，所述欠采样采集是指在X轴方向依照隔行方式采集，在Y轴方向依照隔列方式采集。优选的，所述每一个叶片的运动校准系数是指该叶片的旋转和平移。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下优点:利用这种方法，可以在有效地去除运动伪影的同时，在不采集校准数据的情况下，进行并行采集重建，使采集速度大大提升。【【专利附图】【附图说明】】 图1是现有技术的GRAPPA算法的示意图； 图2是现有技术PR0PALLER算法的示意图； 图3是本专利技术实施例一中单个叶片采集方式； 图4是两个叶片采集区构成的叶片关联组意图； 图5是叶片关联组中的数据结构示意图； 图6是本专利技术实施例一中的磁共振成像中重建K空间的示意图； 图7是本专利技术实施例二的磁共振成像中重建K空间的示意图。图8是本专利技术磁共振成像中K空间的重建方法的流程示意图。【【具体实施方式】】 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的【具体实施方式】的限制。本专利技术用于K空间重建的磁共振成像设备包括:主磁体系统、梯度系统、射频系统、计算机系统、其它辅助设施。主磁体系统由永磁体或超导磁体所构成，用于产生一个均匀稳定的主磁场，用于将成像物体磁化，产生宏观磁化矢量。梯度系统包括:梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控制器、梯度冷却装置。梯度线圈可以产生空间线性的梯度磁场，使得成像物体在空间不同位置的共振频率不同，从而使空间不同位置的信号可以区分开来。射频系统包括:射频发射线圈、射频放大器、射频接收线圈。射频发射线圈用来发射电磁波，使得成像物体被激励，从而发射出磁共振信号。射频接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振成像K空间运动伪影矫正并行采集重建方法，其特征在于，包括：将被成像物体置于磁共振成像系统中，获取用于填充K空间的磁共振信号；分多个叶片对K空间进行采集，叶片间的K空间几何关系为旋转某一角度；对采集的各个叶片按照PROPELLER算法进行校正，计算出叶片间由于刚体运动造成的数据变化，计算出每一个叶片的运动校准系数；对每一个叶片，分别选取合适的其他叶片，将其他叶片按照运动校准系数变换到该叶片的笛卡尔坐标系下，计算叶片缺失数据的方向上线圈合并系数；根据计算出的系数填补叶片缺失的数据；对所有的叶片进行过同样的操作后，每一个叶片数据已经填补完毕，则按照PROPELLER算法填补完整的K空间，经过适当的变换至图像域后得到图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟人宽，
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