磁共振并行采集图像重建方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种磁共振并行采集图像重建方法及设备，包括以下步骤：采集若干通道磁共振信号填入原始k空间中；将原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换作为第一虚拟k空间，保留第一虚拟k空间中第一参数值高于预设阈值的通道作为第二虚拟k空间，所述第一参数值用于衡量每一通道的信噪比高低；填补第二虚拟k空间数据；通过第二虚拟k空间获得重建图像。本发明专利技术提出只保留第一虚拟k空间中信噪比较高的通道的数据作为第二虚拟k空间用于图像重建，能够加快图像重建速度，并且提高图像的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种磁共振并行采集图像重建方法及设备，包括以下步骤：采集若干通道磁共振信号填入原始k空间中；将原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换作为第一虚拟k空间，保留第一虚拟k空间中第一参数值高于预设阈值的通道作为第二虚拟k空间，所述第一参数值用于衡量每一通道的信噪比高低；填补第二虚拟k空间数据；通过第二虚拟k空间获得重建图像。本专利技术提出只保留第一虚拟k空间中信噪比较高的通道的数据作为第二虚拟k空间用于图像重建，能够加快图像重建速度，并且提高图像的信噪比。【专利说明】磁共振并行采集图像重建方法及设备
本专利技术涉及磁共振成像(MRI,Magnetic Resonance Imaging)
,尤其涉及一种磁共振并行采集图像重建方法及设备。
技术介绍
医学磁共振成像是利用人体的磁性核(氢核)在磁场中所表现出来的特性进行成像的技术。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。到目前为止，提高磁共振成像速度的方法主要有三类:一是提高硬件设备性能；二是改进k空间扫描技术；三是部分k空间数据成像。在磁共振成像技术中，磁共振信号空间(原始数据空间)称为k空间，即为傅里叶变换空间，k空间采样得到的信号数据经过傅里叶逆变换再取模，即可得到磁共振图像。部分k空间数据扫描成像是一种只采集部分k空间数据的成像方法，可以在硬件和扫描方式不变的前提下，成倍地提高扫描速度。 对于部分k空间数据扫描成像技术，限制成像速度的很重要的因素有数据采集，以及k空间的填充。磁共振并行采集重建图像的技术，是以多通道相阵控线圈为基础，利用线圈重组合并的方式，对欠采集的数据进行填补，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，而非采集整个k空间的数据，因此可以大大加快成像的速度。 目前比较常用的并行重建图像的方法有广义自动校准部分并行采集(GRAPPA，Generalized Auto-calibratingPartially Parallel Acquisit1ns)方法。传统的GRAPPA方法如图1所示，采样信号在频域由频率和相位表示，图1中横向为相位编码方向，纵向为通道个数，垂直于纸面方向为频率编码方向。其中黑色实点101代表实际采集的k空间数据；白色空点102为欠采集需要填补的数据；灰色实点103代表为了计算合并参数而选择的一部分全部采集的数据。在GRAPPA算法中，图中任意一个白色空点102可以表示为周围黑色实点101的线性叠加，相当于对多个线圈的数据进行了合并。如图1中所示，对应于第i个线圈，第j个位置的合并系数Hij可以通过黑色实点101拟合灰色实点103来确定。合并系数确定后，其他白色空点102即可根据求得的合并系数将线圈合并，填补空白数据。 近年来，有人提出了 SPIRiT方法，该方法以迭代的方式并行采集重建图像，重建效果好于传统的GRAPPA方法。如图2(a)和图2(b)所示，其中，白色空点201表示未采集数据，黑色实点202表示已采集数据，虚线框203表示一个卷积核。在SPIRiT方法中，无论是已采集点还是未采集点，任意一个点均可以由周围的点拟合得出，而传统的GRAPPA方法则认为只有未采集点可由已采集点拟合得出。图2(a)和图2(b)中，为描述方便，仅画出了一个通道的数据分布，而省略了其余通道的数据分布。 本专利技术专利技术人对现有技术研究发现，由于并行采集过程中，为达到较好的成像效果，对通道数量有一定要求，但是通道数目较多的情况下会影响成像速度；同时，由于一些通道信噪比较差，在对各通道进行合并后，会影响最终图像的信噪比。总之，上述方案存在成像速度较慢和信噪比较低的问题。 因此，需要提出一种能够提高图像重建速度，并且提高图像信噪比的磁共振并行采集图像重建方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有技术中磁共振并行采集图像重建速度较慢和图像信噪比较低的问题。 为了解决上述问题，本专利技术提出一种磁共振并行采集图像重建方法，包括: 采集若干通道磁共振信号填入原始k空间中，所述原始k空间包括全采集区域和欠采集区域，所述全采集区域中的每一个数据点都已采集，所述欠采集区域包括已采集数据点和未采集数据点； 将所述原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换得到的数据的空间作为第一虚拟k空间，保留第一虚拟k空间中第一参数值高于预设阈值的通道作为第二虚拟k空间，所述第一参数值用于衡量每一通道的信噪比高低； 计算所述原始k空间数据至第二虚拟k空间数据的第一合并系数，以及所述第二虚拟K空间数据至所述原始K空间数据的第二合并系数； 利用求得的第一合并系数和第二合并系数代入预设的目标函数进行运算，通过所述目标函数求解第二虚拟k空间数据； 将求解得到的第二虚拟k空间数据变换至图像域，得到重建图像。 可选地，所述将原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换，具体为: 采用小波变换、曲波变换或卡洛变换将原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换。 可选地，采用卡洛变换将原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换，将所述全采集区域作为校准数据，所述第一参数值为每一通道的校准数据的卡洛变换的特征值的幅值。 可选地，所述第一合并系数为从各通道的原始k空间至第二虚拟k空间进行拟合计算的卷积核，通过如下公式获得: Src*G=Dst，其中，Src为各通道的原始k空间数据，Dst为第二虚拟k空间数据，G为第一合并系数； 所述第二合并系数为从第二虚拟k空间至各通道的原始k空间进行拟合计算的卷积核，通过如下公式获得: Dst*P=Src,其中，P为第二合并系数。 可选地，所述目标函数为: Val = Il GPx-x || 2+ λ.Reg (χ)； 其中，G为第一合并参数，P为第二合并参数，χ为第二虚拟k空间数据，Reg (χ)为代价函数，λ为代价函数的系数，Val为目标值，根据所述目标函数计算所述目标值Val为最小值时的第二虚拟k空间数据X。 可选地，所述目标函数具体为: 【权利要求】1.一种磁共振并行采集图像重建方法，其特征在于，包括: 采集若干通道磁共振信号填入原始k空间中，所述原始k空间包括全采集区域和欠采集区域，所述全采集区域中的每一个数据点都已采集，所述欠采集区域包括已采集数据点和未采集数据点； 将对所述原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换得到的数据的空间作为第一虚拟k空间，保留第一虚拟k空间中第一参数值高于预设阈值的通道作为第二虚拟k空间，所述第一参数值用于衡量每一通道的信噪比高低； 计算所述原始k空间数据至第二虚拟k空间数据的第一合并系数，以及所述第二虚拟k空间数据至所述原始k空间数据的第二合并系数； 利用求得的第一合并系数和第二合并系数代入预设的目标函数进行运算，通过所述目标函数求解第二虚拟k空间数据； 将求解得到的第二虚拟k空间数据变换至图像域，得到重建图像。2.如权利要求1所述的磁共振并行采集图像重建方法，其特征在于，所述将原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换，具体为: 采用小波变换、曲波变换或卡洛变换将原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换。3.如权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振并行采集图像重建方法，其特征在于，包括：采集若干通道磁共振信号填入原始k空间中，所述原始k空间包括全采集区域和欠采集区域，所述全采集区域中的每一个数据点都已采集，所述欠采集区域包括已采集数据点和未采集数据点；将对所述原始k空间数据进行分离信号和噪声的数学变换得到的数据的空间作为第一虚拟k空间，保留第一虚拟k空间中第一参数值高于预设阈值的通道作为第二虚拟k空间，所述第一参数值用于衡量每一通道的信噪比高低；计算所述原始k空间数据至第二虚拟k空间数据的第一合并系数，以及所述第二虚拟k空间数据至所述原始k空间数据的第二合并系数；利用求得的第一合并系数和第二合并系数代入预设的目标函数进行运算，通过所述目标函数求解第二虚拟k空间数据；将求解得到的第二虚拟k空间数据变换至图像域，得到重建图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫国，张强，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