一种磁共振并行成像方法和装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种磁共振并行成像方法和装置，该方法利用采集到的K空间并行成像数据拟合虚拟通道数据，利用一次数据拟合过程就实现了基于数据拟合的磁共振并行成像过程，因此，相较于现有技术，本申请实施例提供的磁共振并行成像方法的图像重建速度快。另外，该方法重建出的图像也相应具有较高的均匀性和信噪比。因此，通过本申请提供的磁共振并行成像方法得到的磁共振图像无需进行均匀性矫正处理。

A parallel imaging method and device for magnetic resonance

The application embodiment discloses a magnetic resonance parallel imaging method and device. The method uses the collected K space parallel imaging data to fit the virtual channel data, and uses a data fitting process to achieve a parallel imaging process of magnetic resonance based on data fitting. Therefore, the application implementation is compared with the existing technology. The magnetic resonance parallel imaging method is fast in image reconstruction. In addition, the reconstructed image has higher uniformity and signal-to-noise ratio. Therefore, the magnetic resonance image obtained by the magnetic resonance parallel imaging method provided by this application does not need homogeneity correction.

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振并行成像方法和装置
本申请涉及磁共振成像
，尤其涉及一种磁共振并行成像方法和装置。
技术介绍
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，简称MRI)由于具有较高的软组织对比度和空间分辨率，可同时获得检查部位的形态信息和功能信息，并能够根据需要灵活地选择成像参数与成像层面，成为当今医学影像检查的重要手段。然而受奈奎斯特采样定理和主磁场强度等因素的制约，磁共振的扫描速度非常慢，大大地限制了磁共振在临床中的应用。为了提高磁共振的扫描速度，并行成像技术是目前被广泛应用的磁共振加速成像技术。在并行成像技术中使用最为广泛的方法包括图像域并行成像方法例如敏感度编码(SensitivityEncoding，SENSE)方法以及基于k空间数据拟合的并行成像方法例如广义自校准部分并行采集(GeneralizedAuto-calibratingPartiallyParallelAcquisitions，GRAPPA)和SPiRiT方法。其中，图像域并行成像方法具有成像速度快、信噪比高以及均匀性好的优点，但是其重建图像的质量严重依赖于线圈敏感度的精度，导致其稳定性较差，一旦出现不稳定因素，图像中的伪影会集中到图像中的局部区域，这会严重干扰对病灶的诊断结果。而基于k空间数据拟合的并行成像方法具有稳定性好，卷折伪影多表现为噪声，在重建图像中很少产生强伪影的优势，但是其具有以下不足：1)重建均匀性较差，经常需要重建后对图像做均匀性矫正处理，2)信噪比较低，3)重建速度慢。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决现有的基于k空间数据拟合的磁共振并行成像方法中存在的不足，本申请实施例提供了一种磁共振并行成像方法和装置。为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：一种磁共振并行成像方法，包括：采集K空间训练数据以及K空间并行成像数据；其中，所述K空间训练数据用于训练虚拟通道数据的卷积核，所述K空间并行成像数据的采集加速倍数为A；当A为整数时，根据所述K空间训练数据训练虚拟通道数据卷积核；利用所述虚拟通道数据的卷积核对所述K空间并行成像数据进行数据拟合，得到虚拟通道的的k空间成像数据；利用所述虚拟通道的k空间成像数据进行图像重建，得到磁共振图像；其中，所述虚拟通道为数据均匀性和信噪比满足预设条件的人为设定的通道。一种磁共振并行成像装置，包括：采集单元，用于采集K空间训练数据以及K空间并行成像数据；其中，所述K空间训练数据用于训练虚拟通道数据的卷积核，所述K空间并行成像数据的采集加速倍数为A；训练单元，用于当A为整数时，根据所述K空间训练数据训练虚拟通道数据卷积核；拟合单元，用于利用所述虚拟通道数据的卷积核对所述K空间并行成像数据进行数据拟合，得到虚拟通道的的k空间成像数据；重建单元，用于利用所述虚拟通道的k空间成像数据进行图像重建，得到磁共振图像；其中，所述虚拟通道为数据均匀性和信噪比满足预设条件的人为设定的通道。相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：基于以上技术方案可知，本申请实施例提供的磁共振并行成像方法设定一虚拟通道，并且设定重建该虚拟通道数据得到的图像为最终需要的磁共振图像。如此，本申请实施例仅需要利用采集到的K空间并行成像数据拟合虚拟通道数据，而不用像传统的基于数据拟合的磁共振并行成像方法中需要先拟合每个通道中未采集到的的数据，然后再拟合重建磁共振图像所需的数据，因此，本申请实施例利用一次数据拟合过程就实现了基于数据拟合的磁共振并行成像过程，因此，相较于现有技术，本申请实施例提供的磁共振并行成像方法的图像重建速度快。另外，因设定的虚拟通道中，其数据均匀性和信噪比满足预设条件，也就是说，设定虚拟通道的数据具有较高的均匀性和信噪比，因而由此重建出的图像也相应具有较高的均匀性和信噪比。因此，通过本申请提供的磁共振并行成像方法得到的磁共振图像无需进行均匀性矫正处理。附图说明为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本申请的部分实施例。图1是本申请实施例提供的一种磁共振并行成像方法流程示意图；图2是本申请实施方式一提供的磁共振并行成像方法的的流程示意图；图3是本申请实施方式二提供的磁共振并行成像方法的的流程示意图；图4是本申请实施例提供的另一种磁共振并行成像方法流程示意图；图5是本申请实施方式三提供的磁共振并行成像方法的的流程示意图；图6是本申请实施方式四提供的磁共振并行成像方法的的流程示意图；图7是本申请实施例提供的用于执行磁共振并行成像方法的控制设备结构示意图；图8是本申请实施例提供的一种磁共振并行成像装置结构示意图；图9是本申请实施例提供的另一种磁共振并行成像装置结构示意图。具体实施方式在介绍本申请具体实施方式之前，首先介绍与k空间相关的一些概念。在本申请实施例中，k空间是指磁共振信号空间(原始数据空间)，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。另外，k空间不同位置的数据反映不同信息，其中，k空间中央区域的数据为反映对比度信息的信号数据，其属于频率空间中的低频磁共振信号数据。k空间周边区域的数据为反映组织结构信息的磁共振信号数据，其属于频率空间中的高频磁共振信号数据。因k空间中央区域的数据的信噪比较高，因此利用该k空间中央区域的数据训练得到的虚拟通道数据卷积核的信噪比高于采用k空间周边区域的数据训练得到的虚拟通道数据卷积核的信噪比。基于此，本申请实施例利用k空间中央区域的数据来训练虚拟通道数据卷积核，以提高虚拟通道数据卷积核的信噪比。下面结合附图对本申请的具体实施方式进行详细描述。如
技术介绍
部分所述，现有的基于k空间数据拟合的磁共振并行成像方法中存在一些不足之处，具体如下：1)重建均匀性较差，经常需要重建后对图像做均匀性矫正处理；2)信噪比较低；3)重建速度慢。在解决上述不足的过程中，本申请专利技术人研究发现，因磁共振k空间数据的采集过程一般采用多通道线圈进行采集。如此，当利用部分采样方式采集到的数据进行成像时，现有的基于数据拟合的磁共振并行成像方法需要对每个通道的数据分别进行拟合，得到每个通道中未采集的数据，然后将拟合得到的数据填充到每个通道的k空间对应的位置上，从而形成每个通道的完整k空间数据，然后再对各个通道的完整k空间数据进行拟合，得到重建磁共振并行成像的数据，然后对重建磁共振并行成像的数据进行图像重建，从而生成最终需要的磁共振图像。如此，现有的基于k空间数据拟合的磁共振并行成像方法，需要先拟合出每个通道未采集到的数据，得到每个通道的完整k空间数据，然后再将各个通道的数据加权求和整合在一起，最后对加权求和后的数据进行图像重建，生成最终需要的磁共振图像。可见，现有的基于k空间数据拟合的磁共振并行成像方法中，不同通道的数据需要分别拟合，并且在每个通道数据拟合完成后，还要将各个通道的数据加权整合在一起，因此，现有的方法数据拟合次数较多，其数据拟合过程较为复杂，如此，导致该方法的重建速度慢。为了解决上述重建速度慢的问题，本申请实施例结合图像域并行成像方法以及基于k空间数据拟合的并行成像方法的优点，同时避开各自的缺点，提供了一种磁共振并行成像方法和装置。本申请实施例提供的磁共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振并行成像方法，其特征在于，包括：采集K空间训练数据以及K空间并行成像数据；其中，所述K空间训练数据用于训练虚拟通道数据的卷积核，所述K空间并行成像数据的采集加速倍数为A；当A为整数时，根据所述K空间训练数据训练虚拟通道数据卷积核；利用所述虚拟通道数据的卷积核对所述K空间并行成像数据进行数据拟合，得到虚拟通道的的k空间成像数据；利用所述虚拟通道的k空间成像数据进行图像重建，得到磁共振图像；其中，所述虚拟通道为数据均匀性和信噪比满足预设条件的人为设定的通道。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振并行成像方法，其特征在于，包括：采集K空间训练数据以及K空间并行成像数据；其中，所述K空间训练数据用于训练虚拟通道数据的卷积核，所述K空间并行成像数据的采集加速倍数为A；当A为整数时，根据所述K空间训练数据训练虚拟通道数据卷积核；利用所述虚拟通道数据的卷积核对所述K空间并行成像数据进行数据拟合，得到虚拟通道的的k空间成像数据；利用所述虚拟通道的k空间成像数据进行图像重建，得到磁共振图像；其中，所述虚拟通道为数据均匀性和信噪比满足预设条件的人为设定的通道。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集K空间训练数据，具体包括：利用大体线圈通过满采样方式采集预设对比度的k空间中央区域的数据，得到大体线圈数据；利用多通道线圈通过满采样方式采集至少一次预设对比度的各通道k空间中央区域的数据，得到多通道线圈数据；其中，所述预设对比度为磁共振多对比度中的任一对比度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述K空间训练数据训练虚拟通道数据卷积核，具体包括：将所述大体线圈数据作为训练输出数据，将所述多通道线圈数据作为训练输入数据；训练训练输出数据与训练输入数据的函数关系，得到虚拟通道数据的卷积核。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采集K空间训练数据，还包括：利用多通道线圈通过满采样方式采集每个对比度的各通道k空间中央区域的数据，分别得到每个对比度的训练卷积核的采集数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述K空间训练数据训练虚拟通道数据卷积核，具体包括：将由所述多通道线圈数据重建的多通道线圈重建图与由所述大体线圈数据重建的大体线圈重建图相除，得到的商为多通道线圈的线圈敏感度；利用所述线圈敏感度和图像域成像方法分别对每个对比度的训练卷积核数据进行图像重建，分别得到每个对比度的训练卷积核图像；分别将每个对比度的训练卷积核图像映射到k空间，分别得到每个对比度的训练卷积核的映射k空间数据；将所述每个对比度的训练卷积核的映射k空间数据作为训练输出数据；将采集得到的对应对比度的训练卷积核的采集数据作为训练输入数据，分别训练每个对比度的训练输出数据与训练输入数据的函数关系，得到每个对比度的虚拟通道数据的卷积核。6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，训练训练输出数据与训练输入数据的函数关系，得到虚拟通道数据的卷积核，具体为：以所述训练输出数据作为待拟合数据，以所述训练输入数据作为已知数据，根据以下公式训练训练输出数据与训练输入数据的函数关系，得到虚拟通道数据的卷积核；其中，公式具体如下：其中，ST(ky-mΔky)为训练输出数据；Sl(ky-bAΔky)为训练输入数据；ky是相位编码线的行号，Δky是相邻两行相位编码线在k空间的距离，Δky＝1，A是采集加速倍数；m∈{1，2，...,A}，L是多通道线圈的采集通道个数，L为正整数；Nb是卷积核的元素个数；nb(j.l.m)是卷积核的值；指标l、b、m分别是遍历通道、卷积核定义大小以及训练输出数据的模块。7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，当A为非整数时，所述根据所述K空间训练数据训练虚拟通道数据卷积核之前，还包括：确定图像重建加速倍数所述图像重建加速倍数为A的邻近大整数；根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄峰，
申请(专利权)人：上海东软医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31