磁共振成像方法、装置、存储介质及医疗设备制造方法及图纸

本申请提供一种磁共振成像方法、装置、存储介质及医疗设备，用以提高成像质量。该磁共振成像方法包括：获得采样点集合；其中，所述采样点集合包括预设数量的按照随机时序排列的相位编码平面内笛卡尔坐标系下的采样点；根据所述采样点集合和预先设定的用于采集磁共振信号的采样轨迹生成空间编码梯度；基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，对非笛卡尔坐标系下且位于K空间中心区域的原始导航数据和笛卡尔坐标系下且位于K空间外周的成像数据进行共同采集；将所述原始导航数据转化为笛卡尔坐标系下的转换导航数据；对所述转换导航数据和所述成像数据进行压缩感知重建，得到三维动态磁共振图像。

MRI method, device, storage medium and medical equipment

【技术实现步骤摘要】
磁共振成像方法、装置、存储介质及医疗设备
本申请涉及磁共振成像
，尤其涉及一种磁共振成像方法、装置、存储介质及医疗设备。
技术介绍
磁共振成像技术(MRI)是利用磁场共振原理成像，能够使人们无损伤地获取活体器官和组织的详细诊断图像。然而MRI的不足之处就在于成像速度慢，而压缩感知(CS)方法以远低于奈奎斯特频率进行采样，因此可以极大地提高成像速度，近年来得到了研究人员的广泛关注。目前，基于压缩感知的磁共振成像方法按照采样轨迹所在的坐标系主要分为两大类：基于笛卡尔坐标系的方法(例如k-tSPARSE-SENSE方法、PS-Sparse方法)和基于非笛卡尔坐标系的方法(例如iGRASP方法)，而基于笛卡尔坐标系的方法由于K空间中心区域的数据与K空间外周的数据的采集存在时间差，因此易受运动影响而产生运动伪影，基于非笛卡尔坐标系的方法虽然自身数据对运动不敏感，但是图像中出现的条纹状伪影较难消除，由此可知，相关技术中基于压缩感知的磁共振成像方法的成像质量不高。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种磁共振成像方法、装置、存储介质及医疗设备，用以提高成像质量。第一方面，本申请实施例提供了一种磁共振成像方法，所述方法用于磁共振成像系统中，所述磁共振成像系统包括相控阵线圈，所述相控阵线圈包括多个接收线圈单元，所述方法包括：获得采样点集合；其中，所述采样点集合包括预设数量的按照随机时序排列的相位编码平面内笛卡尔坐标系下的采样点；根据所述采样点集合和预先设定的用于采集磁共振信号的采样轨迹生成空间编码梯度；基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，对非笛卡尔坐标系下且位于K空间中心区域的原始导航数据和笛卡尔坐标系下且位于K空间外周的成像数据进行共同采集；将所述原始导航数据转化为笛卡尔坐标系下的转换导航数据；对所述转换导航数据和所述成像数据进行压缩感知重建，得到三维动态磁共振图像。在一可能的实现方式中，所述基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，对非笛卡尔坐标系下且位于K空间中心区域的原始导航数据和笛卡尔坐标系下且位于K空间外周的成像数据进行共同采集，包括：对于每一所述接收线圈单元，基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，通过所述接收线圈单元对被检体的成像区域进行数据采样，共同采集非笛卡尔坐标系下的原始导航数据和笛卡尔坐标系下的采样点对应的成像数据，并填充到一条经过K空间中心的K空间线，所述原始导航数据填充在K空间中心区域，所述成像数据填充在K空间外周；其中，所述三维动态磁共振图像包括多个时间帧对应的磁共振图像；每一所述时间帧内进行预设轮磁共振信号采集，每一轮所述磁共振信号采集包括预设次磁共振信号采集，每一次磁共振信号采集均在相位编码平面内采集一个采样点，每一次磁共振信号采集填充一条所述K空间线。在一可能的实现方式中，所述采样轨迹为蝴蝶型，是基于蝴蝶型导航技术设置的采样轨迹。在一可能的实现方式中，所述获得采样点集合，包括：将相位编码平面平分为四个象限；对于每一所述象限，对所述象限内笛卡尔坐标系下的采样点进行随机排序，将所述象限内按照随机时序排列的预设数量的采样点，作为所述象限对应的采样点子集合；将所述四个象限对应的采样点子集合进行组合，得到所述采样点集合。在一可能的实现方式中，在每一轮磁共振信号采集中，分别对每一个所述象限中的至少一个采样点进行数据采集，采集的同一象限对应的原始导航数据在相位编码平面内的投影相同，各个所述象限对应的原始导航数据在相位编码平面内的投影相互垂直。在一可能的实现方式中，所述对所述转换导航数据和所述成像数据进行压缩感知重建，得到三维动态磁共振图像，包括：根据所述转换导航数据确定时间域基矩阵；获取每个所述接收线圈单元的敏感度谱数据，所述敏感度谱数据是根据预扫描时接收线圈单元采集的图像数据确定的；根据所述时间域基矩阵、所述每个所述接收线圈单元的敏感度谱数据以及所述成像数据，确定空间域基矩阵；将所述空间域基矩阵与所述时间域基矩阵进行矩阵乘法运算，得到所述三维动态磁共振图像。在一可能的实现方式中，每一所述接收线圈单元对应一个通道，所述根据所述时间域基矩阵、所述每个所述接收线圈单元的敏感度谱数据以及所述成像数据，确定空间域基矩阵，包括：根据所述时间域基矩阵、所述敏感度分布图以及所述成像数据，采用第一公式确定空间域基矩阵；其中，第一公式为：其中，为空间域基矩阵，Nc为通道数，di为第i个通道实际采集到的笛卡尔坐标系下的采样点对应的成像数据，Ω为降采样矩阵，Fs为k空间到空间域的傅里叶变换矩阵，Si为第i个通道对应的接收线圈单元的敏感度谱数据，为约束项，λ为约束项的权重，Φ为稀疏变换矩阵。第二方面，本申请实施例还提供了一种磁共振成像装置，包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的磁共振成像方法的模块。第三方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的磁共振成像方法的步骤。第四方面，本申请实施例还提供了一种医疗设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的磁共振成像方法的步骤。本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请提供的方案，采用在每一个重复时间(TR)内对非笛卡尔坐标系下且位于K空间中心区域的原始导航数据，以及笛卡尔坐标系下且位于K空间外周的成像数据进行共同采集，K空间中心区域数据和K空间外周数据采集没有时间差，因此采集到的数据就不易受运动影响，从而可以减少运动伪影，并且，在进行图像重建时，将非笛卡尔坐标系下的原始导航数据转化为笛卡尔坐标系下的转换导航数据，然后利用笛卡尔坐标系下的转换导航数据和笛卡尔坐标系下的成像数据进行压缩感知重建，因此，相比于非笛卡尔坐标系的方法，可以较好地消除条纹状伪影，综上，本申请提供的方案可以提高成像质量。附图说明图1为本申请实施例提供的一种磁共振成像方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的磁共振成像方法中数据采集时ky-kz平面的示意图；图3为本申请实施例提供的磁共振成像方法中图像压缩感知重建的流程示意图；图4为本申请实施例提供的一种磁共振成像装置的结构示意图；图5为本申请实施例提供的磁共振成像装置中图像重建模块的结构示意图；图6为本申请实施例提供的医疗设备的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振成像方法，其特征在于，所述方法用于磁共振成像系统中，所述磁共振成像系统包括相控阵线圈，所述相控阵线圈包括多个接收线圈单元，所述方法包括：/n获得采样点集合；其中，所述采样点集合包括预设数量的按照随机时序排列的相位编码平面内笛卡尔坐标系下的采样点；/n根据所述采样点集合和预先设定的用于采集磁共振信号的采样轨迹生成空间编码梯度；/n基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，对非笛卡尔坐标系下且位于K空间中心区域的原始导航数据和笛卡尔坐标系下且位于K空间外周的成像数据进行共同采集；/n将所述原始导航数据转化为笛卡尔坐标系下的转换导航数据；/n对所述转换导航数据和所述成像数据进行压缩感知重建，得到三维动态磁共振图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁共振成像方法，其特征在于，所述方法用于磁共振成像系统中，所述磁共振成像系统包括相控阵线圈，所述相控阵线圈包括多个接收线圈单元，所述方法包括：
获得采样点集合；其中，所述采样点集合包括预设数量的按照随机时序排列的相位编码平面内笛卡尔坐标系下的采样点；
根据所述采样点集合和预先设定的用于采集磁共振信号的采样轨迹生成空间编码梯度；
基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，对非笛卡尔坐标系下且位于K空间中心区域的原始导航数据和笛卡尔坐标系下且位于K空间外周的成像数据进行共同采集；
将所述原始导航数据转化为笛卡尔坐标系下的转换导航数据；
对所述转换导航数据和所述成像数据进行压缩感知重建，得到三维动态磁共振图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，对非笛卡尔坐标系下且位于K空间中心区域的原始导航数据和笛卡尔坐标系下且位于K空间外周的成像数据进行共同采集，包括：
对于每一所述接收线圈单元，基于所述空间编码梯度，在每一个重复时间内，通过所述接收线圈单元对被检体的成像区域进行数据采样，共同采集非笛卡尔坐标系下的原始导航数据和笛卡尔坐标系下的采样点对应的成像数据，并填充到一条经过K空间中心的K空间线，所述原始导航数据填充在K空间中心区域，所述成像数据填充在K空间外周；
其中，所述三维动态磁共振图像包括多个时间帧对应的磁共振图像；
每一所述时间帧内进行预设轮磁共振信号采集，每一轮所述磁共振信号采集包括预设次磁共振信号采集，每一次磁共振信号采集均在相位编码平面内采集一个采样点，每一次磁共振信号采集填充一条所述K空间线。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采样轨迹为蝴蝶型，是基于蝴蝶型导航技术设置的采样轨迹。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获得采样点集合，包括：
将相位编码平面平分为四个象限；
对于每一所述象限，对所述象限内笛卡尔坐标系下的采样点进行随机排序，将所述象限内按照随机时序排列的预设数量的采样点，作为所述象限对应的采样点子集合；
将所述四个象限对应的采样点子集合进行组合，得到所述采样点集合。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在每一轮磁共振信号采集中，分别对每一个所述象限中的至少一个采样点进行数据采集，采集的同一象限对应的原始导航数据在相位编码平面内的投影相同，各个所述象限对应的原始导航数据在相位编码平面内的投影相互垂直。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述转换导航数据和所述成像数据进行压缩感知重建，得到三维动态磁共振图像，包括：
根据所述转换导航数据确定时间域基矩阵；
获取每个所述接收线圈单元的敏感度谱数据，所述敏感度谱数据是根据预扫描时接收线圈单元采集的图像数据确定的；
根据所述时间域基矩阵、所述每个所述接收线圈单元的敏感度谱数据以及所述成像数据，确定空间域基矩阵；
将所述空间域基矩阵与所述时间域基矩阵进行矩阵乘法运算，得到所述三维动态磁共振图像。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每一所述接收线圈单元对应一个通道，所述根据所述时间域基矩阵、所述每个所述接收线圈单元的敏感度谱数据以及所述成像数据，确定空间域基矩阵，包括：
根据所述时间域基矩阵、所述敏感度分布图以及所述成像数据，采用第一公式确定空间域基矩阵；
其中，第一公式为：



其中，为空间域基矩阵，Nc为通道数，di为第i个通道实际采集到的笛卡尔坐标系下的采样点对应的成像数据，Ω为降采样矩阵，Fs为k空间到空间域的傅里叶变换矩阵，Si为第i个通道对应的接收线圈单元的敏感度谱数据，为约束项，λ为约束项的权重，Φ为稀疏变换矩阵。


8.一种磁共振成像装置，其特征在于，所述装置用于磁共振成像系统中，所述磁共振成像系统包括相控阵线圈，所述相控阵线圈包括多个接收线圈单元，所述装置包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱琦，
申请(专利权)人：上海东软医疗科技有限公司，东软医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31