平面回波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平面回波成像方法和装置，该方法基于在K空间读梯度方法上分段采集的方式采集数据，并且在图像重建时先对每个分段数据，分别对奇回波和偶回波数据分别进行并行重建，获得相位信息，然后将此相位信息作为奇偶回波联合并行重建的先验信息，对奇回波和偶回波数据进行联合并行重建，从而得到自校正的各分段数据；最后对校正后的各分段数据进行K空间融合和重建，从而得到最完全消除伪影的高分辨率EPI图像。因此，该方法实现了同时消除N/2伪影以及由图像畸变和T2衰减导致的伪影。

【技术实现步骤摘要】
平面回波成像方法和装置
本申请涉及医学影像
，尤其涉及一种平面回波成像方法和装置。
技术介绍
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)是现代医学影像中主要的成像方式之一，其基本原理是利用磁共振现象，采用射频激励激发人体中的氢质子，利用梯度场进行位置编码，随后使用接收线圈接收带位置信息的信号，最终通过傅里叶变换重建出图像信息。常用的磁共振系统架构图如图1所示。然而，相较于其他成像方式，如计算机x射线断层扫描(CT)、正电子发射(PET)等，磁共振成像需要较长的扫描时间。为了缩短磁共振成像所需的扫描时间，Mansfield于1977年提出了平面回波成像(EchoPlanarimaging，EPI)技术。EPI序列与常规梯度回波序列不同，它是在施加一次射频脉冲激励后，利用读梯度的连续正反切换，每次切换产生一个梯度回波，见图2A，若对这些梯度回波分别施加不同的相位编码，则可以实现一次或者多次激励采集整个K空间数据，如图2B。由EPI序列扫描得到的EPI原始数据由n(n为正整数)行K空间数据组成，为了简化起见，正梯度采集的K空间数据称为偶回波(对应K空间的偶数行数据)，负梯度采集的K空间数据称为奇回波(对应K空间的奇数行数据)。对于EPI序列，由于奇回波和偶回波的读梯度方向不一致，任何系统的不完善均会导致奇回波和偶回波之间存在相位误差，从而在EPI图像中存在奈奎斯特伪影，也称为N/2伪影，如图2C所示。此外，EPI图像还存在图像畸变和T2衰减导致的伪影。如此，为了提高EPI图像质量，需要消除EPI成像特有的N/2伪影以及由图像畸变和T2衰减导致的伪影。目前，已经出现了一些去除N/2伪影以及由图像畸变和T2衰减导致的伪影的EPI成像技术。然而，这些现有的EPI成像技术要么只能去除N/2伪影，要么只能去除由图像畸变和T2衰减导致的伪影，无法实现同时消除N/2伪影以及由图像畸变和T2衰减导致的伪影。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种平面回波成像方法和装置，以实现同时消除EPI图像中的N/2伪影以及由图像畸变和T2衰减导致的伪影。为了解决该技术问题，本申请采用了如下技术方案：一种平面回波成像方法，包括：利用EPI序列和多线圈通道通过N次分段采集K空间读梯度方向上的数据，得到N个分段的原始K空间数据，其中，线圈通道数为C，C，N≥2，且C、N均为正整数；分别从每一分段的原始K空间数据中提取每一分段的每个通道的奇回波数据和偶回波数据；分别对每一分段的所有通道的奇回波数据和偶回波数据分别并行重建，得到每一分段的奇回波相位和偶回波相位；分别将每一分段的奇回波相位和偶回波相位作为对应分段的奇偶回波数据联合并行重建的先验信息，对对应分段的奇回波数据和偶回波数据进行联合并行重建，从而得到自校正的各分段K空间数据；对自校正的各分段K空间数据进行K空间融合和重建，得到平面回波图像。可选地，所述分别对每一分段的所有通道的奇回波数据和偶回波数据分别并行重建，得到每一分段的奇回波相位和偶回波相位，具体包括：对每一分段的所有通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像分别并行重建，得到每一分段的中间奇回波图像和中间偶回波图像；其中，一个分段的一个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像分别通过对应分段的对应通道的奇回波数据和偶回波数据进行傅里叶变换得到；分别从每一分段的中间奇回波图像和中间偶回波图像中提取每一分段的奇回波相位和偶回波相位。可选地，所述分别将每一分段的奇回波相位和偶回波相位作为对应分段的奇偶回波数据联合并行重建的先验信息，对对应分段的奇回波数据和偶回波数据进行联合并行重建，从而得到自校正的各分段K空间数据，具体包括：分别将每一分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合对应分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C个虚拟线圈通道，对2*C个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到各个分段的重建图像；分别对各个分段的重建图像进行反傅里叶变换，得到自校正的各分段K空间数据。可选地，所述分别将每一分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合对应分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C个虚拟线圈通道，对2*C个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到各个分段的重建图像，具体包括：针对每一分段，分别按照以下方程组构建联合并行重建的线性方程组；求解线性方程组中的未知数Iepi,n，求解到的Iepi,n为当前分段的重建图像；式中，Sc为第c线圈通道对应的线圈敏感度；Podd,n为第n分段的奇回波图像的相位；Peven,n为第n分段的偶回波图像的相位；Ifold,odd,n,c为第n分段第c线圈通道的奇回波折叠图像；Ifold,even,n,c为第n分段第c线圈通道的偶回波折叠图像；c∈{1,2,...,C}，n∈{1,2,...,N}。可选地，对每一分段的原始K空间数据分别采集Q次，Q≥2，且Q为正整数；所述分别将每一分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合对应分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C个虚拟线圈通道，对2*C个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到各个分段的重建图像，具体包括：分别将各次采集的当前分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合当前分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C*Q个虚拟线圈通道，对2*C*Q个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到当前分段的重建图像。可选地，所述分别将各次采集的当前分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合当前分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C*Q个虚拟线圈通道，对2*C*Q个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到当前分段的重建图像，具体包括：针对每一分段，分别按照以下方程组构建联合并行重建的线性方程组，求解线性方程组中的未知数I'epi,n，求解到的I'epi,n为当前分段的重建图像；式中，Sc为第c线圈通道对应的线圈敏感度；Podd,n,q为第q次采集的第n分段的奇回波图像的相位；Peven,n,q为第q次采集的第n分段的偶回波图像的相位；Ifold,odd,n,c,q为第q次采集的第n分段第c线圈通道的奇回波折叠图像；Ifold,even,n,c,q为第q次采集的第n分段第c线圈通道的偶回波折叠图像；c∈{1,2,...,C}，n∈{1,2,...,N}，q∈{1,2,...,Q}。可选地，同一分段的不同采集次采用不同的相位编码偏移对K空间数据进行采集。可选地，在进行联合并行重建之前，还包括：利用多分段的K空间数据的冗余信息，采用迭代的方式得到的每一分段的奇回波相位和偶回波相位。可选地，针对每一分段，所述在联合并行重建得到每一分段的重建图像之后，还包括：将得到的当前分段的重建图像作为先验知识代入到当前分段的所有通道的奇回波数据和偶回波数据分别进行并行重建过程中，通过迭代方式得到当前分段的奇偶回波相位。一种平面回波成像装置，包括：采集单元，用于利用EPI序列和多线圈通道通过N次分段采集K空间读梯度方向上的数据，得到N个分段的原始K空间数据，其中，线圈通道数为C，C，N≥2，且C、N均为正整数；提取单元，用于分别从每一分段的原始K空间数据中提取每一分段的每个通道的奇回波数据和偶回波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面回波成像方法，其特征在于，包括：利用EPI序列和多线圈通道通过N次分段采集K空间读梯度方向上的数据，得到N个分段的原始K空间数据，其中，线圈通道数为C，C，N≥2，且C、N均为正整数；分别从每一分段的原始K空间数据中提取每一分段的每个通道的奇回波数据和偶回波数据；分别对每一分段的所有通道的奇回波数据和偶回波数据分别并行重建，得到每一分段的奇回波相位和偶回波相位；分别将每一分段的奇回波相位和偶回波相位作为对应分段的奇偶回波数据联合并行重建的先验信息，对对应分段的奇回波数据和偶回波数据进行联合并行重建，从而得到自校正的各分段K空间数据；对自校正的各分段K空间数据进行K空间融合和重建，得到平面回波图像。

【技术特征摘要】
1.一种平面回波成像方法，其特征在于，包括：利用EPI序列和多线圈通道通过N次分段采集K空间读梯度方向上的数据，得到N个分段的原始K空间数据，其中，线圈通道数为C，C，N≥2，且C、N均为正整数；分别从每一分段的原始K空间数据中提取每一分段的每个通道的奇回波数据和偶回波数据；分别对每一分段的所有通道的奇回波数据和偶回波数据分别并行重建，得到每一分段的奇回波相位和偶回波相位；分别将每一分段的奇回波相位和偶回波相位作为对应分段的奇偶回波数据联合并行重建的先验信息，对对应分段的奇回波数据和偶回波数据进行联合并行重建，从而得到自校正的各分段K空间数据；对自校正的各分段K空间数据进行K空间融合和重建，得到平面回波图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对每一分段的所有通道的奇回波数据和偶回波数据分别并行重建，得到每一分段的奇回波相位和偶回波相位，具体包括：对每一分段的所有通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像分别并行重建，得到每一分段的中间奇回波图像和中间偶回波图像；其中，一个分段的一个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像分别通过对应分段的对应通道的奇回波数据和偶回波数据进行傅里叶变换得到；分别从每一分段的中间奇回波图像和中间偶回波图像中提取每一分段的奇回波相位和偶回波相位。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分别将每一分段的奇回波相位和偶回波相位作为对应分段的奇偶回波数据联合并行重建的先验信息，对对应分段的奇回波数据和偶回波数据进行联合并行重建，从而得到自校正的各分段K空间数据，具体包括：分别将每一分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合对应分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C个虚拟线圈通道，对2*C个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到各个分段的重建图像；分别对各个分段的重建图像进行反傅里叶变换，得到自校正的各分段K空间数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别将每一分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合对应分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C个虚拟线圈通道，对2*C个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到各个分段的重建图像，具体包括：针对每一分段，分别按照以下方程组构建联合并行重建的线性方程组；求解线性方程组中的未知数Iepi,n，求解到的Iepi,n为当前分段的重建图像；式中，Sc为第c线圈通道对应的线圈敏感度；Podd,n为第n分段的奇回波图像的相位；Peven,n为第n分段的偶回波图像的相位；Ifold,odd,n,c为第n分段第c线圈通道的奇回波折叠图像；Ifold,even,n,c为第n分段第c线圈通道的偶回波折叠图像；c∈{1,2,...,C}，n∈{1,2,...,N}。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对每一分段的原始K空间数据分别采集Q次，Q≥2，且Q为正整数；所述分别将每一分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合对应分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C个虚拟线圈通道，对2*C个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到各个分段的重建图像，具体包括：分别将各次采集的当前分段的每个通道的奇回波折叠图像和偶回波折叠图像，结合当前分段的奇偶回波相位和线圈敏感度图，扩展形成2*C*Q个虚拟线圈通道，对2*C*Q个虚拟线圈通道进行联合并行重建，得到当前分段的重建图像。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别将各次采集的当前分段的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：武志刚，宋瑞波，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