一种磁共振并行成像方法及磁共振成像仪技术

本发明专利技术涉及磁共振成像技术领域，提供了一种磁共振并行成像方法，所述方法中对磁共振并行成像问题的求解包括三部分：传统并行成像部分、低秩约束部分和稀疏约束部分。本发明专利技术还提供了一种磁共振成像仪，所述磁共振成像仪采用前述的磁共振并行成像方法进行成像。本发明专利技术提出的基于稀疏约束和低秩约束的磁共振并行成像方法，在传统单一的磁共振并行成像方法基础之上，同时利用目标信号的稀疏性和低秩性，进一步约束并行成像问题的解空间，减少采样点的个数，在保证重建图像质量的同时提高成像速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像
，特别是涉及一种磁共振并行成像方法及磁共振成像仪。
技术介绍
快速磁共振成像方法大致可以分为三类快速扫描成像、并行成像 (parallelimaging)以及K空间稀疏采样成像。其中，并行成像已广泛应用于临床磁共振成像中。并行成像方法通过多通道相控阵列线圈同时采集数据，利用接收线圈不同的敏感度将空间质子密度信息编码到采样数据中，以减少成像所需要的相位编码个数， 加快成像速度。并行成像技术主要分为两类一类是显性运用线圈敏感度的方法，如 SENSE (Sensitivity Encoding for Fast MRI,敏感度编码)等；一类是利用多通道K空间数据相关性的方法，如 GRAPPA(Generalizedautocalibrating partially parallel acquisitions,全局自动校准部分并行米集)、SPIRiT (Self-consistent parallel imaging reconstruction,白洽并行成像)等。第一类方法需要预先估计线圈敏感度函数, 这在某些具体应用场合是无法得到的。第二类方法假设多通道K空间数据之间是线性相关的，即任何一个K空间数据可以表示为其空间邻域内所有通道上数据的线性组合。理论上而言，在各线圈敏感度充分线性不相关的情况下，通过适当的信号处理方法就能够获得目标图像函数，且K空间欠采样的倍数应该等于接收线圈的个数。然而，随着接收线圈个数的增加，各线圈的敏感度将高度相关。并行成像系统的这种病态特性将会放大采样数据中的噪声。在各种成像应用中，一个32通道的接收线圈一般只能达到2 8倍的加速。此外，对线圈的敏感度估计和自校准线(auto-calibration signal (ACS) lines) 推导的权重适用于K空间所有数据的假设都是存在误差的。由这些误差产生的伪影会随着欠采样倍数的增加而增大。因此，单一的、传统的磁共振并行成像方法实际加速效果比较有限，成像质量不高，其性能受感应线圈个数的限制。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述缺陷，提供一种磁共振并行成像方法及磁共振成像仪，利用低秩约束和稀疏约束与并行成像相结合，进一步约束并行成像问题的解空间，减少采样点的个数，在保证重建图像质量的同时提高成像速度。本专利技术采用如下技术方案一种磁共振并行成像方法，所述方法中对磁共振并行成像问题的求解包括三部分传统并行成像部分、低秩约束部分和稀疏约束部分。优选地，所述传统并行成像部分的函数为argmin|AX-bg，其中k为传统并行成像X的矩阵运算，X为目标图像，b为已采样数据。优选地，所述低秩约束部分的函数为L(Rx)，其中L为强调低秩特性的函数，R为X 变换成具有低秩结构的运算符。优选地，所述稀疏约束部分的函数为S (Tx)，其中S为强调稀疏特性的函数，T为特定的稀疏变换。优选地，当采用显性运用线圈敏感度的SENSE方法时，所述传统并行成像部分的函数为权利要求1.一种磁共振并行成像方法，其特征在于，所述方法中对磁共振并行成像问题的求解包括三部分传统并行成像部分、低秩约束部分和稀疏约束部分。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述传统并行成像部分的函数为3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述低秩约束部分的函数为L(Rx)，其中L为强调低秩特性的函数，R为χ变换成具有低秩结构的运算符。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述稀疏约束部分的函数为S(Tx)，其中s为强调稀疏特性的函数，T为特定的稀疏变换。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当采用显性运用线圈敏感度的SENSE方法时，所述传统并行成像部分的函数为6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当采用利用多通道K空间数据相关性的SPIRIT方法时，所述传统并行成像部分的函数为7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述低秩约束部分的函数具体为L(x) = | χ I*,其中 I χ I* 为 Nuclear 范数。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，I|x| L= Σ Oi，其中Oi为矩阵X的奇异值。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述稀疏约束部分的函数具体为S(X) = I X I P，其中 I |x| Ip= Σ (I xi |p)1/p,0〈, ( I。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述稀疏约束部分的函数具体为11.一种磁共振成像仪，其特征在于，所述磁共振成像仪采用权利要求I I O任一项所述的磁共振并行成像方法进行成像。全文摘要本专利技术涉及磁共振成像
，提供了一种磁共振并行成像方法，所述方法中对磁共振并行成像问题的求解包括三部分传统并行成像部分、低秩约束部分和稀疏约束部分。本专利技术还提供了一种磁共振成像仪，所述磁共振成像仪采用前述的磁共振并行成像方法进行成像。本专利技术提出的基于稀疏约束和低秩约束的磁共振并行成像方法，在传统单一的磁共振并行成像方法基础之上，同时利用目标信号的稀疏性和低秩性，进一步约束并行成像问题的解空间，减少采样点的个数，在保证重建图像质量的同时提高成像速度。文档编号G01R33/561GK102937706SQ20121043044公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日专利技术者梁栋, 彭玺, 刘新, 郑海荣 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振并行成像方法，其特征在于，所述方法中对磁共振并行成像问题的求解包括三部分：传统并行成像部分、低秩约束部分和稀疏约束部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，彭玺，刘新，郑海荣，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：