磁共振并行成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种磁共振并行成像装置，包括：采集单元，用于采集k空间数据，所述k空间数据包括采集数据和校准数据；计算单元，用于对所述采集数据进行数据提炼得到提炼数据，并由所述提炼数据和所述校准数据计算得到线圈合并系数；填补单元，用于根据所述线圈合并系数和所述采集数据，填补得到完整的k空间数据；成像单元，用于将所述完整的k空间数据变换到图像域得到图像。通过本发明专利技术所提供的技术方案，针对磁共振并行采集重建过程中选取的卷积核，进行数据重提炼，使得提炼后的数据量减小，信号特征得到增强，利用提炼后的卷积核，进行数据填补，得到新的卷积核比原有的得到了优化。

【技术实现步骤摘要】
磁共振并行成像装置本申请是基于2014年1月9日提交到中国专利局、申请号为201410010303.1、专利技术名称为“磁共振线圈合并系数计算方法、磁共振成像方法及其装置”的中国专利申请的分案。
本专利技术涉及磁共振成像领域，特别涉及一种磁共振并行成像装置。
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。因此这样的方法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GRAPPA。传统的GRAPPA算法如图1所示，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参数，而适量全采的校准数据。GRAPPA算法认为，图中任意一个空心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nij(第i个线圈，第j个位置，如图1)可以通过黑色的实点拟合灰色点来确定。线圈合并系数确定后，其他白色空心点即可根据求得的合并系数以及黑色实点计算填补得到，从而重建得到完整的k空间数据。线圈合并系数又可称为卷积核，在传统方法中，卷积核的计算方向，只加入了相位编码方向，以及通道方向。为了优化效果，近年来，很多方法引入了其他方向如频率编码方向，以及k-t中时间方向等。这些维度的引入，使卷积核的信息增加，但是随着过多的引入，信息会出现冗余，而且由于噪声的影响，使得计算的系数仍然受到影响；而卷积核过大，使得要拟合的系数增多，也带来计算的不稳定性。而卷积核过小，则数据信息不足，计算过程不够准确。
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并行成像装置，解决在卷积核选取过程中的由于卷积核选取过大造成信息量增加，信息冗余，并且噪声过多，拟合系数增多，计算不稳定的影响，以及在卷积核选取过小时，计算数据不足，结果不准确的问题。本专利技术提供了一种磁共振并行成像装置，包括：采集单元，适于采集k空间数据，所述k空间数据包括采集数据和校准数据；计算单元，适于对所述采集数据进行数据提炼得到提炼数据，所述采集数据在提炼方向上的维数为n，所述提炼数据在所述提炼方向上的维数为t，所述t、n均为正整数且t<n，并由所述提炼数据和所述校准数据计算得到线圈合并系数；填补单元，适于根据所述线圈合并系数和所述采集数据，填补得到完整的k空间数据；成像单元，适于将所述完整的k空间数据变换到图像域得到图像；所述计算单元适于：将所述采集数据的第一方向向量作为基础向量，所述第一方向与提炼方向垂直；计算所述采集数据的协方差矩阵，并选取所述协方差矩阵归一化正交特征矢量中特征值较大的前t个值，组成提炼系数；由所述提炼系数计算得到提炼数据。优选的，所述计算单元适于：将所述采集数据的第一方向向量作为基础向量，所述第一方向与提炼方向垂直；按照相同数据方向将所述采集数据分类得到各类第一方向向量Obk_Sx1、Obk_Sx2、…、Obk_Sxi；由所述各类第一方向向量计算各类样本第一方向向量均值Obk_Sm1、Obk_Sm2、…、Obk_Smi和总样本第一方向向量均值Obk_Sm，并进而计算得到样本类内离散度矩阵Obk_Ss1、Obk_Ss2、…、Obk_Ssi以及样本间离散度矩阵Obk_Ssb；Obk_Ssi-1*Obk_Ssb的前t个最大特征值对应的特征向量分别为wi1、wi2、…、wit，将wi1、wi2至wit组合成一个矩阵作为所述提炼数据。优选的，所述k空间数据的数据方向包括以下任意一种或多种：频率编码方向、相位编码方向、通道方向、3d扫描中的第二相位编码方向或上述多个方向合并形成的方向。优选的，所述数据提炼方法为矩阵降维法。优选的，所述第一方向为所述采集数据的列向量方向或行向量方向。通过本专利技术所提供的技术方案，针对磁共振并行采集重建过程中选取的卷积核，进行数据重提炼，使得提炼后的数据量减小，信号特征得到增强，利用提炼后的卷积核，进行数据填补，得到新的卷积核比原有的得到了优化。这样一方面可以一定程度去除噪声的影响，使得信号特征强化，优化系数计算的准确性，稳定性；更进一步，可以使得卷积核的选取更加容易。附图说明图1为现有技术线圈合并系数计算示意图；图2为本专利技术磁共振并行成像线圈合并系数计算方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的上述目的、特征、优点能够更为显而易懂，下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。本专利技术提供了一种磁共振并行成像线圈合并系数计算方法，图2为其流程图，请参见图2，所述方法包括如下步骤：S101，采集k空间数据，所述k空间数据包括采集数据和校准数据；S102，对所述采集数据进行数据提炼得到提炼数据，所述采集数据在提炼方向上的维数为n，所述提炼数据在所述提炼方向上的维数为t，所述t、n均为正整数且t<n；S103，由所述提炼数据和所述校准数据计算得到线圈合并系数。首先执行步骤S101，对k空间数据进行采集，在传统的GRAPPA技术中，其采集得到的数据分为采集数据和校准数据。其中，采集数据由并行采集方式采集得到，如图1所示，其采集数据在k空间中为隔行的数据，空白部分为未采集到的欠采集数据，而校准数据则是通过全采集得到的k空间中心区域部分的数据。在计算线圈合并系数时，上述采集数据和校准数据之间关系为：Obk_S*Cft＝Obk_Sacs[1]其中Obk_S表示采集数据，Obk_Sacs表示校准数据，Cft表示GRAPPA算法中待求的线圈合并系数。如背景资料部分所述，采集得到的k空间数据通常包含多个数据方向，传统数据方向为相位编码方向和通道方向，近年来为了扩展所述数据，还使用到了频率编码方向、k-t中的时间方向，以及在进行3d扫描时的第二相位编码方向。K空间数据的数据方向也可以是上述一种或多种方向合并形成的方向。对于本专利技术的实施方式，之后的描述将介绍数据方向的数目并不影响本专利技术的实施。接下来执行S102，对所述采集数据进行数据提炼得到提炼数据，所述采集数据在提炼方向上的维数为n，所述提炼数据在所述提炼方向上的维数为t，所述t、n均为正整数且t<n。这里，需要将采集数据Obk_S进行提炼，得到提炼数据Dbk_S，采集数据Obk_S和提炼数据Dbk_S之间的关系为：Dbk_S＝Obk_S*Rft[2]其中，Rft为提炼系数。确定提炼系数方法的思想为，将采集数据Obk_S中的第一方向向量作为基础向量，进行主成分分析提取，去向量之间的相关性，这里的第一方向向量可以为采集数据矩阵中每一列的列向量或者每一行的行向量。这里选择的方法为矩阵降维的数学方法，如PCA，KLT，LDA等方法中任意的一种方法。KLT算法为特征提取比较常用的算法之一[参见文献：1.M.TurkandA.Pentland,“Eigenfacesforrecognition,”J.Cogn.Neurosci.3,71–86(1991).2.R.EversonandL.“Sirovich，K本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振并行成像装置，其特征在于，包括：采集单元，适于采集k空间数据，所述k空间数据包括采集数据和校准数据；计算单元，适于对所述采集数据进行数据提炼得到提炼数据，所述采集数据在提炼方向上的维数为n，所述提炼数据在所述提炼方向上的维数为t，所述t、n均为正整数且t<n，并由所述提炼数据和所述校准数据计算得到线圈合并系数；填补单元，适于根据所述线圈合并系数和所述采集数据，填补得到完整的k空间数据；成像单元，适于将所述完整的k空间数据变换到图像域得到图像；所述计算单元适于：将所述采集数据的第一方向向量作为基础向量，所述第一方向与提炼方向垂直；计算所述采集数据的协方差矩阵，并选取所述协方差矩阵归一化正交特征矢量中特征值较大的前t个值，组成提炼系数；由所述提炼系数计算得到提炼数据。。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振并行成像装置，其特征在于，包括：采集单元，适于采集k空间数据，所述k空间数据包括采集数据和校准数据；计算单元，适于对所述采集数据进行数据提炼得到提炼数据，所述采集数据在提炼方向上的维数为n，所述提炼数据在所述提炼方向上的维数为t，所述t、n均为正整数且t<n，并由所述提炼数据和所述校准数据计算得到线圈合并系数；填补单元，适于根据所述线圈合并系数和所述采集数据，填补得到完整的k空间数据；成像单元，适于将所述完整的k空间数据变换到图像域得到图像；所述计算单元适于：将所述采集数据的第一方向向量作为基础向量，所述第一方向与提炼方向垂直；计算所述采集数据的协方差矩阵，并选取所述协方差矩阵归一化正交特征矢量中特征值较大的前t个值，组成提炼系数；由所述提炼系数计算得到提炼数据。。2.如权利要求1所述的磁共振并行成像装置，其特征在于，所述计算单元适于：将所述采集数据的第一方向向量作为基础向量，所述第一方向与提炼方向垂直；按照相同数据方向将所述采集数据分类...

【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