使用欠采样线圈数据来估计线圈灵敏度的并行磁共振成像制造技术

一种计算机程序产品（1344,1346,1348）包含用于执行采集磁共振图像（1342）的方法的机器可执行指令，所述方法包括步骤：使用线圈阵列（1314）来采集（100,200,300）成像体积（1304）的线圈阵列数据的集合（1334），其中所述线圈阵列数据的集合包括针对所述线圈阵列的每个天线元件（1316）所采集的线圈元件数据；用体线圈（1318）来采集（102,202,302）所述成像体积的体线圈数据（1336），其中对所述体线圈数据和/或所述阵列线圈数据子采样；使用所述线圈阵列数据的集合和所述体线圈数据来重建（104,204,206,304,306,308）线圈灵敏度图的集合（1338），其中具有针对所述线圈阵列的每个天线元件的线圈灵敏度图；使用并行成像方法（1332）来采集（106,208,310）所述成像体积的磁共振成像数据（1340）；以及使用所述磁共振成像数据和所述线圈灵敏度图的集合来重建（108,210,312）所述磁共振图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁共振成像，尤其涉及使用并行成像方法来采集磁共振图像。
技术介绍
在磁共振成像中具有一系列的用于重建磁共振图像的图像重建技术或者方法，其被称为并行成像技术。其一例子是灵敏度编码或者SENSE重建技术。在SENSE中，通过利用关于多元件线圈阵列的各个天线元件的空间信息来简化常规的傅里叶编码。傅里叶编码的这一简化允许更加快速地采集磁共振图像所需的磁共振成像数据。为了执行高质量的SENSE重建，需要对接收线圈灵敏度的准确认识。通过低分辨率参考扫描来估计线圈灵敏度，其中以交错的方式来采集线圈阵列和体线圈的数据。可以 从高分辨率数据来获得更加精确的线圈灵敏度估计；然而，这需要额外的扫描时间，这对于扫描效率而言是不期望的，并且可能增大运动伪影的风险。期刊论文Lustig,Donoho 和Pauly,“Sparse MRI: The application ofCompressedSensing for Rapid MR Imaging” Magnetic Resonance in Medicine58:1182-1195 (2007)描述了用于磁共振成像的压缩感知背后的数学原理。具有稀疏表示的图像本质上可以从随机欠采样的k-空间数据中恢复。这一论文论证了这一技术可用于改善空间分辨率以及加速用于多切片快速自旋回波脑部成像和3D对比度增强血管造影的采集。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供了计算机程序产品、计算机实现方法、以及磁共振成像系统。实施例在从属权利要求中给出。为了使用SENSE或者其他并行成像技术，必需要有对线圈阵列的各个天线元件的灵敏度的详细认识。假设线圈灵敏度图是空间中的平滑函数。低分辨率估计对于图的大部分而言可能是足够的。但是误差可能会出现在对象的边缘处并且在SENSE重建中引起伪影。这样的主要原因在于没有充分地捕获到线圈灵敏度中的高空间频率，尤其是在那些边缘处的。为了解决这一问题，本专利技术的一些实施例可借助于用部分采集数据来成像，例如压缩感测，来改善线圈灵敏度图的空间分辨率而不增加扫描时间。在并行磁共振成像(MRI)中，需要精确的线圈灵敏度估计来重建无混淆图像。通常，这些是基于完全采样、低分辨率的数据来计算的，该数据是单独地(参考预扫描，例如COCA扫描)或者与欠采样成像数据共同地(自动校准)被采集。可选地，可执行图像与线圈灵敏度的联合重建。现有的方法采用这样的先验假设线圈灵敏度是平滑函数以正则化非线性重建问题，例如通过使用灵敏度的多项式模型，如在JSENSE中，或者通过使用非线性反演算法来惩罚它们的Sobolev范数。在本文中使用的“计算机可读存储介质”是可存储指令的任何存储介质，该指令可被计算设备的处理器执行。该计算机可读存储介质可是计算机可读的永久存储介质。该计算机可读存储介质也可是有形的计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的例子包括但不限于，软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪存、USB指状储存器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘，以及处理器的寄存器文件。光盘的例子包括高密度磁盘(⑶)和数字多用盘(DVD)，例如 CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-Rff,或者 DVD-R 盘。术语计算机可读存储介质也涉及能够被计算机设备经由网络或者通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可通过调制解调器、通过因特网，或者通过局域网来取回数据。在本文中使用的“计算机存储器”或者“存储器”是计算机可读存储介质的例子。计算机存储器是处理器可直接访问的任何存储器。计算机存储器的例子包括但不限于=RAM存储器、寄存器和寄存器文件。在本文中使用的“计算机存储设备”或者“存储设备”是计算机可读存储介质的例子。计算机存储设备是任何的非易失性计算机可读存储介质。计算机存储设备的例子包括但不限于硬盘驱动器、USB指状储存器、软盘、智能卡、DVDXD-R0M，以及固态硬盘。在一些实施例中，计算机存储设备也可能是计算机存储器，或者反之亦然。 在本文中使用的“处理器”是能够执行程序或者机器可执行指令的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的提及应当被解释为可能包含多于一个的处理器。术语计算设备也应当被解释为可能涉及每个都包括处理器的计算设备的集合或者网络。很多程序使得它们的指令由可能在相同计算设备之内或者甚至可能跨过多个计算设备而分布的多个处理器来执行。在本文中定义的“磁共振成像数据”是在磁共振成像扫描期间通过磁共振设备的天线所记录的对由原子或者电子自旋所发射的射频信号的测量结果。在本文中定义的磁共振成像(MRI)图像是在磁共振成像数据之内包含的解剖学的、参数化或者功能性数据的重建二维或者三维可视化。可以使用计算机来执行这一可视化。在本专利技术的一个方面中提供一种计算机程序产品，其包含用于执行采集磁共振图像的方法的机器可执行指令。该计算机程序产品可被存储在计算机可读存储介质上。该方法包括使用线圈阵列来采集成像体积的线圈阵列数据的集合的步骤。在本文中使用的线圈阵列是多元件磁共振成像线圈。该线圈阵列可用作用于执行磁共振成像的发射和/或接收线圈。在本文中使用的线圈阵列数据是使用该线圈阵列来采集的磁共振成像数据。线圈阵列数据的每个部分是来自每个各自线圈阵列的磁共振成像数据。该线圈阵列数据的集合包括针对该线圈阵列的每个该天线元件所采集的线圈元件数据。在本文中使用的“线圈元件数据”包含通过天线元件采集的磁共振成像数据。该方法还包括用体线圈来采集该成像体积的体线圈数据的步骤。在本文中使用的“体线圈”包含对大型区域成像的磁共振成像线圈。在本文中使用的“线圈阵列”包含包括多个天线元件的磁共振成像线圈。在一些实施例中，该体线圈可包括共同使用的多个天线元件。在这一情况下，可组合来自该多个天线元件的数据以形成单一的虚拟线圈。体线圈可用作参照以计算线圈灵敏度，也即相对于该体线圈来计算该线圈阵列的线圈灵敏度，假设该体线圈的灵敏度在整个视场上是均匀的。可以替代地使用在整个期望视场上具有均匀线圈灵敏度的任意其他线圈，包括如以上描述的虚拟线圈。在k-空间中子采样(sub-sample)该体线圈数据和/或该阵列线圈数据。这是有利的，因为可能通过使用关键元件或者k-空间中的更小子集来精确成像或者采集代表该成像体积的磁共振成像数据。在本文中使用的“子采样”的一个解释包含忽略或者除去k_空间的高频分量。例如，对于维度N的目标k-空间采样矩阵(N在此涉及“高分辨率”采样策略，这与现有技术相反)，针对体线圈和/或针对线圈阵列数据，采集少于N个的k-空间样本。在子采样的这一解释中，没有高频分量。在本文中使用的“子采样”的另一解释包含欠采样。在欠采样中，不采样选定的频率分量。不采样的该分量可能是基于均匀的或者非均匀的欠采样图样或者分布。该方法还包括使用该线圈阵列数据的集合和该体线圈数据来重建线圈灵敏度图的集合的步骤。当执行诸如SENSE的并行成像方法时，需要知道线圈阵列的各个线圈元件的灵敏度。具有针对线圈阵列的每个天线元件而重建的线圈灵敏度图。该方法还包括使用·并行成像方法来采集该成像体积的磁共振成像数据的步骤。如在本文中使用的并行成像方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·黄，M·多内瓦，P·博尔纳特，J·塞内加，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：