CN103091655A - 用于建立磁共振图像的方法以及相应的磁共振设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从利用磁共振设备(5)的MR测量出发建立MR图像的方法，包括以下步骤：接通HF激励脉冲；接通其它HF脉冲和至少一个磁场梯度，以便在预定的时间段(T)内采集在K空间中的多条相同形状的轨迹上的MR数据；根据所采集的MR数据建立MR图像。在此，在预定时刻(t0)之前按照预定顺序采集所述轨迹。在该时刻(t0)之后按照另外的顺序采集所述轨迹，使得在该时刻之后的按照另外的顺序的第i条轨迹与按照预定顺序的第(n-i+1)条轨迹相邻。在此，除了第(n-i+1)条轨迹外在该时刻之前采集的那些轨迹与第i条轨迹不具有小于阈值的距离。在接通HF激励脉冲之后的时间段内部这样选择预定的时间段(T)，使得对比度改变在预定的时间段(T)内部尽可能线性地关于时间变化。该时刻(t0)位于该时间段(T)中间。

Description

用于建立磁共振图像的方法以及相应的磁共振设备

技术领域

本发明涉及一种用于从利用磁共振设备的MR测量出发建立MR图像的方法以及一种相应构造的磁共振设备。

背景技术

为了快速建立关于对比度加权的MR图像，按照现有技术借助特定的准备模块，诸如IR("Inversion Recovery，反转恢复")、SR("Saturation Recovery，饱和恢复")、T2prep(T2

，T2准备序列)首先提供尽可能优化的对比度。然后，借助SSFP序列(SSFP"Steady State Free Precession，稳态自由进动")在扩展的采集窗内读出信号，而对比度相对于在自由进动情况下在静止状态中占主导的对比度下降。在此，在K空间中在MR数据采集期间对比度改变不利地导致产生的MR图像中的伪影。对比度通过在扫描K空间中心的时刻存在的对比度来确定。

多次采样K空间中心的用于MR数据采集的方法，如径向方法、分段螺旋形方法或作为PROPELLER（"Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines withEnhanced Reconstruction"）公知的方法，产生优秀的信噪比并且具有其它优点，如相对于检查对象的运动的不敏感性或加速的并行（利用多个接收线圈工作的）数据采集。但是，这些方法在快速建立关于对比度加权的MR图像时不利地具有未定义的对比度，该对比度作为采集窗的平均值得到。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种关于对比度加权的MR图像的快速建立，其中不出现未定义的对比度，并且其中所有采集的MR数据用于足够快速进行的MR图像重建。

在本发明的范围内，提供了一种用于从利用磁共振设备的MR测量出发建立MR图像的方法。在该MR测量中提供K空间中的MR数据，所述K空间与要建立MR图像的体积片段对应。按照本发明的方法包括以下步骤：

·接通至少一个HF激励脉冲或HF准备模块。

·接通其它HF脉冲（例如重聚焦脉冲）和至少一个磁场梯度，以便在K空间中的多条相同形状的轨迹或线上或沿着多条相同形状的轨迹或线在预定的时间段内采集MR数据。采集MR数据，方法是，对于沿着K空间中的轨迹或线的点或在轨迹或线上的点采集这些MR数据。相同形状的轨迹或线在此理解为K空间内部的具有相同的形状或相同的尺寸的轨迹或线。例如所有线具有直线的或螺旋形或其它形状，只要它们是相同的。换言之，这些线仅关于K空间中的方位不同。采集线包括沿着该线读出MR数据。

·根据在线上采集的MR数据重建MR图像。

为了采集MR数据，在时间段内部的预定时刻之前按照预定顺序并且在时间段内的预定时刻之后按照另外的顺序采集所述线。在此，这样同步在该时刻之前采集的线与在该时刻之后采集的线，使得在该时刻之后（按照另外的顺序的）第i条线与按照预定顺序的第(n-i+1)条线相邻。在此，预定顺序以及预定的另外的顺序以第1条线开始（没有第0条线），并且既存在在该时刻之前的n条线也存在在该时刻之后的n条线。

如果在两条线之间在K空间中的空间距离低于预定的阈值，则这两条线是相邻的。在此这样同步地扫描所述线，使得除第(n-i+1)条线外在该时刻之前采集的那些线与第i条线不具有小于阈值的距离。换言之，在该时刻之前扫描的线没有一条比按照预定顺序的第(n-i+1)条线更靠近在第i个在该时刻之后扫描的线。

预定的时间段这样位于在HF激励脉冲接通之后开始的持续时间内部，使得对比度改变在预定的时间段内部尽可能线性地关于时间变化。在此，预定的时刻位于该时间段中间，从而时间段的一半在该时刻之前并且时间段的另一半在该时刻之后流逝。

换言之，在该时刻之后的一个时间间隔被扫描的线关于在该时刻之前的该时间间隔被扫描的那条线相邻。因为对比度在该时间段期间线性地随着时间改变，所以在该时刻之后的该时间间隔被采集的对比度和在该时刻之前的该时间间隔被采集的对比度的平均值相应于在预定的时刻被采集的对比度（当两条线相同时）。

因为一方面按照本发明在该时间段期间对比度改变基本上线性地关于时间变化并且另一方面借助两个前面定义的顺序来采集在该时间段期间要采集的线，所以优选可以建立几乎无伪影的MR图像，其具有在该时刻有效的对比度。

要明确指出的是，按照本发明，附加地还可以在预定的时刻扫描K空间线。因为该K空间线按照定义既不是在预定的时刻之前也不是在预定的时刻之后被扫描，所以其既不属于在该时刻之前扫描的线也不属于在该时刻之后扫描的线。

本发明的目的，即快速地建立关于其对比度加权的MR图像，相应地通过以下特征来实现：

·将采集窗或采集时间限制到如下的持续时间，在该持续时间期间对比度改变在待采集的组织中基本上线性变化。采集时间或时间段可以通过预扫描待检查的体积片段来确定。在此，通过该预扫描来采集对比度随着时间的变化并且然后这样设置时间段或采集时间，使得对比度改变在待采集的组织中在该时间段期间基本上线性变化。

·将待扫描的K空间线或K空间行这样分类，使得这些K空间行的对的扫描时刻与该时刻对称。在此，每一对由在该时刻之前或之后要采集的K空间行形成，其中这两个K空间行在空间上互相相邻地布置。

特别地，通过其相邻关系形成一对的或按照上面提到的定义（K空间中的距离低于预定的阈值）相邻的这两条线具有与预定的时刻在时间上的对称。该时间上的对称的特征在于，这两条线的一条线在预定的时刻之前的相同的时间间隔被扫描，正如这两条线的另一条线在预定的时刻之后相同的时间间隔被扫描。该时间上的对称在此对于所有对都成立。

按照优选的本发明实施方式，在K空间中在两条线之间的空间距离定义为角位移（Winkelabstand），这两条线中的一条线相对于这两条线中的另一条线围绕K空间的中点（K空间中心）以该角位移旋转。

该角度或角位移例如可以通过如下来确定，相同表示的点既对于一条也对于另一条线来确定，其中该表示的点不相应于K空间的中心。因为这两条线按照定义是相同形状的，所以该点关于各自的线位于相同的位置。角位移此时在从一条线的点到K空间的中心延伸的第一边和从另一条线的点到K空间的中心延伸的第二边之间来确定。

该角位移β在此优选地满足以下不等式（1）。

在此n相应于在特定的时刻之前被扫描的线的数量。

上面的不等式（1）的前提条件是，在该时刻之前被扫描的线之间的角位移是恒定的。换言之，上面的不等式（1）的前提条件是，在该时刻之前被扫描的每条线与最靠近其的相邻线具有确定的角位移。在此，该确定的角位移对于在该时刻之前被扫描的所有线是相同的。一条线在此可以具有多条（例如两条）相邻线，所述相邻线然后分别与其具有确定的角位移。

优选地，在预定的时间段内要采集的线位于一个平面内。

按照本发明，待采集的线或者在三维K空间中分布或者仅限于该K空间的二维平面。

按照一种优选的本发明实施方式，存在角度α，按照预定的顺序的第(i+1)条线相对于第i条线围绕K空间中心（K空间的中点）以该角度旋转。在该实施方式中待采集的线位于一个平面内。预定的顺序相应地根据该角度α来确定，从而每条线以该角度α相对于其直接的前一线旋转。

因为按照本发明按照另外的顺序在该时刻之后的第i条线关于按照预定的顺序（在时刻之前）的第(n-i+1)条线相邻，所以有意义的是，在预定的时刻之后被扫描的线也具有角度α，第(i+1)条线相对于按照另外的顺序的第i条线围绕K空间中心（K空间的中点）以该角度旋转。

优选地，角度α具有与角位移β的如下关系：

α≥2*β          (2)。

按照不等式（2），在预定的时刻之后被扫描的每条线与其在预定的时刻之前被扫描的配对线具有角位移，该角位移最大相应于该配对线按照该实施方式与其直接的前一线或后一线具有的角度的一半。配对线在此按照本发明理解为在该时刻之后被扫描的那条线，在该时刻之前被扫描的线按照上面的定义与该线相邻。按照预定的顺序的第(n-i+1)条线相应地是按照另外的顺序的第i条线的配对线。

按照本发明同样可以分段地采集线。这意味着，在预定的时间段内不是从仅一个HF激励脉冲或HF准备模块出发来采集线，而是采用多个这些HF激励脉冲或HF准备模块以及后面接通另外的HF脉冲和磁场梯度来采集线。所需的HF激励脉冲或HF准备模块的数量相应于片段的数量。在此，片段的数量可以是偶数或奇数，但是其中优选偶数。

按照优选的本发明实施方式将片段的第一集合与在未分段地采集MR数据时在预定的时刻之前被扫描的那些线对应。该线的与第一集合不相交的第二集合，与在未分段地采集MR数据时在预定的时刻之后被采集的线对应。在此，第一集合和第二集合分别具有片段的一半。在按照片段采集线时存在旋转方向，所采集的线围绕K空间中心以本身的角度以该旋转方向旋转，以便产生直接跟随各自的线的线。当采集具有多个片段的线时，该旋转方向在采集相同的片段的线时不改变。

在分段地采集MR数据时，其中各自的片段的K空间线被采集的每个时间段优选相应于预定的时间段。如果所有片段的所有线相应于如下时刻被分类，在该时刻，各自的线关于其片段的时间段的预定的时刻被扫描，则按照本发明可以按照预定顺序和另外的顺序布置线。换言之，每条这些线（在预定的时刻被扫描的线除外）可以与一个对对应，从而该对与预定的时刻对称并且从而该对的两条线按照本发明互相相邻。

每个在时间段期间要采集的线的末端点可以相应于K空间的中心。

换言之，按照该实施方式，每条线结束或开始于K空间的中心。

按照本发明的实施方式，在预定的时刻之后被采集的那些线在各自的线被采集之前以180°围绕K空间中心旋转。

换言之，在该实施方式中，在预定的时刻之后要采集的线在其实际上被采集之前首先以K空间中心进行点镜像。该实施方式相应地既对于位于平面中的线也对于在三维空间中分布的线是可以的。

该实施方式既对于在K空间中心结束的线、也对于不是在K空间中心结束的线存在。该实施方式既对于与K空间中心对称的线，也对于与K空间中心不对称的线成立。由此该实施方式优选也覆盖了与K空间中心不对称的线的临床感兴趣的情况，所述线不是在K空间中心结束。在此要指出，在与K空间中心对称的情况下读出方向对于对比度特性是任意的，从而读出方向在该情况下例如可以根据另外的要求（例如避免涡流效应）自由选择。

换言之，在该实施方式中通过如下建立对于各自的线对的对称，即，将这些线中的一条以180°围绕K空间中心旋转。

按照该实施方式，如下改变关于按照本发明两条线何时相邻的定义：当在两条线之间的距离或者低于预定的阈值或者当在一条线和另一条以180°旋转的线之间的距离低于预定的阈值时，两条线是相邻的。

该实施方式减小在读出一行期间由于信号衰减或由于在轨迹上的干扰而出现的伪影。

按照另一个本发明实施方式，另外的顺序相应于相反的预定顺序，从而按照该实施方式采集在预定的时刻之后的与在该时刻之前相同的线（或相同的以180°旋转的线）。相应地，首先在该时刻之后采集的线相应于最后在该时刻之前采集的线。

按照该实施方式，在该时刻之后采集的线和其配对线之间的距离为0（也就是说不存在距离，因为线互相重叠）或0°。

为了简化按照本发明的方法，每条线可以在K空间中直线形地延伸。

在建立MR图像时优选地形成分别两个相邻的线的或者说在该时刻之后被采集的线和其在该时刻之前被采集的配对线的MR数据的平均值。

该平均值形成例如可以通过如下完成，即，对于一条线的每个被扫描的K空间点，将该K空间点的MR数据与配对线的对应的K空间点的MR数据取平均。

在其中在一对线之间存在距离的实施方式中，可以采用平均值形成的结果作为用于MR图像的迭代重建的起始值。通过迭代地从在每个迭代循环中所建立的中间MR图像中建立K空间行的MR数据并且与所测量的MR数据比较并校正，相应地对每个K空间行所测量的MR数据（并且不仅是平均值）为MR图像的重建做出贡献。

按照另一个本发明实施方式，在预定的时刻之后被采集的每条线（除了第一条或者说按照另外的顺序的最后的线之外）位于在两个在K空间中相邻的在预定的时刻之前被采集的线之间的中心。第一或者说按照另外的顺序的最后的线起到特殊作用，因为该线在该时刻之前被采集的线之中仅具有其与之具有最小的距离的配对线（所有其它线具有两个与之具有最小的距离的线）。

按照该实施方式，每个在该时刻之后被扫描的线与其在该时刻之前被扫描的配对线具有相同的距离。该距离相应于两个在空间上并排布置地在该时刻之前被扫描的线所具有的距离的一半。

在本发明的范围内，还提供了一种从MR测量出发用于建立MR图像的磁共振设备，在该MR测量中磁共振设备采集K空间中的MR数据。在此，磁共振设备包括：基本场磁体、梯度场系统、一个或多个HF天线和控制装置，用于控制梯度场系统和HF天线，用于接收由HF天线所接收的测量信号，和用于分析测量信号以及用于建立MR图像数据组。磁共振设备利用HF激励脉冲激励与K空间对应的体积片段并且接通其它HF脉冲和至少一个磁场梯度，以便沿着多个相同形状的轨迹或K空间中的线在预定的时间段内采集MR数据。磁共振设备能够根据在K空间中所采集的MR数据建立MR图像。在此，磁共振设备在时间上按照预定顺序在位于时间段的中心的预定的时刻之前采集线。在该预定的时刻之后磁共振设备在时间上按照另外的顺序这样采集线，使得按照该另外的顺序的第i条线在该时刻之后与按照预定顺序（在该时刻之前）的第(n-i+1)条线相邻。在此n相应于在该时刻之前采集的线的数量和在该时刻之后采集的线的数量。当在两条线之间的距离小于预定的阈值时，这两条线在此按照本发明是相邻的。在此，除了按照预定的顺序在第(n-i+1)条线之外在该时刻之前所采集的线与（按照另外的顺序）第i条线不具有小于该阈值的距离。磁共振设备这样确定预定的时间段（特别是在考虑特定的用户输入的条件下），即，在接通HF激励脉冲之后的时间间隔内这样选择该预定的时间段，使得对比度改变在预定的时间段内尽可能线性地随时间变化。

按照本发明的磁共振设备的优点基本上相应于前面详细描述过的按照本发明的方法的优点，从而在此不再重复。

此外，本发明还描述了一种计算机程序产品，特别是软件，其可以被加载到磁共振设备的可编程控制器或计算单元的存储器中。当计算机程序产品在磁共振设备的控制器或控制装置中运行时，利用所述计算机程序产品可以执行按照本发明的方法的前述所有或不同实施方式。在此，计算机程序产品可能需要程序装置，例如数据库和辅助函数，用于实现该方法的相应实施方式。换言之，利用针对计算机程序产品的权利要求特别地要求保护一种用来执行按照本发明的方法的上述实施方式或执行这些实施方式的计算机程序或软件。在此软件可以是尚需编译（翻译）和连接或仅需翻译的源代码（例如C++），或者是为了执行仅还需加载到相应的计算单元中的可执行软件代码。

最后，本发明还公开了一种电子可读数据载体，例如DVD、磁带或USB棒，在其上存储了电子可读控制信息，特别是软件（参见以上）。当这些控制信息（软件）由数据载体读取并且存储到磁共振设备的控制器或计算单元中时，可以执行所述方法的所有按照本发明的实施方式。

本发明可以用于从按照本发明采集的MR数据出发利用不同的重建方法建立MR图像。属于此的特别有径向重建方法，诸如反投影和再网格化（Regridding）。

本发明特别适合于建立MR图像，在所述MR图像上显示线圈区域中的疤痕。在此，在组织之间的对比度可以通过注射钆（一种造影剂）来加强。当然本发明不限于这些优选的应用领域，因为本发明例如也可以用于建立显示人体其它区域或甚至对死物质成像的MR图像。

附图说明

以下借助附图结合按照本发明的实施例详细地描述本发明。

图1示出了按照本发明的磁共振设备。

图2对于线性的顺序示出了各自的K空间行关于时间的角度，其中每个在时刻之后被扫描的K空间行恰好相应于在该时刻之前被扫描的K空间行。

图3对于线性的顺序示出了各自的K空间行关于时间的角度，其中每个在时刻之后被扫描的K空间行位于在两个在该时刻之前被扫描的K空间行之间的中心。

图4对于交错的顺序示出了各自的K空间行关于时间的角度，其中每个在时刻之后被扫描的K空间行恰好相应于在该时刻之前被扫描的K空间行。

图5对于交错的顺序示出了各自的K空间行关于时间的角度，其中每个在时刻之后被扫描的K空间行位于在两个在该时刻之前被扫描的K空间行之间的中心。

图6对于借助黄金角确定的顺序示出了各自的K空间行关于时间的角度，其中每个在时刻之后被扫描的K空间行恰好相应于在该时刻之前被扫描的K空间行。

图7对于借助黄金角确定的顺序示出各自的K空间行关于时间的角度，其中每个在时刻之后被扫描的K空间行位于在两个在该时刻之前被扫描的K空间行之间的中心。

图8和9解释了分段的按照本发明的MR数据采集。

图10示出了按照本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了（磁共振成像或核自旋断层造影设备的）磁共振设备5的示意图。在此，基本场磁体1产生时间上恒定的强磁场，用于极化或对齐对象O的（例如位于检查台23上在磁共振设备5中被检查的人体的待检查的部位的）体积片段中的核自旋。对于核自旋共振测量所需的基本磁场的高的均匀性在典型地为球形的测量体积M中定义，人体的待检查的部位布置在该测量体积中。为了支持均匀性要求和特别是为了消除时间上不可变的影响，在合适的位置上安装铁磁材料的所谓匀场片。时间上可变的影响通过匀场线圈2消除。

在基本场磁体1中采用由三个子线圈组成的圆柱形的梯度线圈系统3。由放大器给每个子线圈提供用于在笛卡尔坐标系的各个方向上产生线性（也是时间上可变的）梯度场的电流。在此，梯度场系统3的第一子线圈产生x方向上的梯度G_x，第二子线圈产生y方向上的梯度G_y，并且第三子线圈产生z方向上的梯度G_z。放大器包括数模转换器，该数模转换器由用于时间正确地产生梯度脉冲的序列控制装置18控制。

一个（或多个）高频天线4位于梯度线圈系统3内，所述高频天线4将高频功率放大器给出的高频脉冲转换为用于待检查的对象O或者对象O的待检查区域的核的激励以及核自旋的对齐的交变磁场。每个高频天线4由组件线圈的以环形的、优选线性或矩阵形布置的形式的一个或多个HF发送线圈和一个或多个HF接收线圈组成。各自的高频天线4的HF接收线圈也将从进动的核自旋发出的交变场、即通常由一个或多个高频脉冲和一个或多个梯度脉冲组成的脉冲序列引起的核自旋回波信号，转换为电压（测量信号），该电压经过放大器7被传输到高频系统22的高频接收通道8。高频系统22还包括发送通道9，在该发送通道9中产生用于激励核磁共振的高频脉冲。在此，将各个高频脉冲根据由设备计算机20预先给出的脉冲序列在序列控制装置18中数字地表示为复数的序列。该数列作为实部和虚部分别经过输入端12被传输到高频系统22中的数模转换器并且从该数模转换器被传输到发送通道9。在发送通道9中将脉冲序列加调制到高频载波信号上，其基频相应于中频。

通过发送-接收转接器6进行发送运行和接收运行的切换。高频天线4的HF发送线圈将用于激励核自旋的高频脉冲入射到测量空间M，并且通过HF接收线圈扫描所得到的回波信号。相应获得的核共振信号在高频系统22的接收通道8'（第一解调器）中被相位敏感地解调到中间频率，并且在模拟-数字转换器（ADC）中被数字化。该信号还被解调到频率0。到频率0的解调和到实部和虚部的分离在第二解调器8中在数字域中数字化之后进行。通过图像计算机17可以从这样获得的测量数据中重建MR图像或三维图像数据组。通过设备计算机20进行测量数据、图像数据和控制程序的管理。序列控制装置18根据利用控制程序的规定来控制各个期望的脉冲序列的产生和k空间的相应扫描。在此，序列控制装置18特别地控制梯度的时间正确的接通、具有定义的相位振幅的高频脉冲的发送以及核共振信号的接收。由合成器19提供用于高频系统22和序列控制装置18的时间基准。通过包括键盘15、鼠标16和显示屏14的终端13选择用于产生MR图像的相应控制程序，所述MR图像例如存储在DVD 21中，以及显示所产生的MR图像。

借助图2至7示例性示出了按照本发明的方法的六个按照本发明的实施方式。在这些图2至7中的每一个中对于相应的K空间行的采集时刻示出了各自的K空间行与K空间中预定轴所具有的角度φ。严格来说不是采集时刻，因为对于各自的K空间行的K空间点的MR数据的采集过去了一定的时间段。但是因为相对于用来采集所有K空间行的采集时间T来说该时间段小，所以在此尽管如此仍然使用采集时刻的概念。此外K空间行在借助图2至7描述的实施方式中处于K空间的二维平面中。

在图2中示出了按照本发明的第一实施方式的例子。按照该第一实施方式，在预定的时间段T内扫描在时刻t0之前的n行和在时刻t0之后的n行。在此这样布置在时刻t0之前要扫描的行，使得K空间在径向上均匀地被扫描。由此在时刻t0之前被扫描的两个空间上相邻的K空间行具有相同的角位移α。

按照预定顺序，这样扫描在时刻t0之前的K空间行，使得当前被扫描的K空间行分别与其时间上前一K空间行具有该角位移α。按照另外的顺序，这样扫描在时刻t0之后的K空间行，使得当前被扫描的K空间行分别与其时间上前一K空间行具有该角位移α。在此，每个在时刻t0之后被扫描的K空间行相应于在时刻t0之前被扫描的K空间行。

按照该第一实施方式，另外的顺序等于相反的预定顺序，从而按照另外的顺序的第i'个K空间行等于按照预定顺序的第(n-i'+1)个K空间行。因此按照另外的顺序的K空间行也具有角位移α。即，在另外的顺序的情况下也成立：按照该另外的顺序被扫描的K空间行与其在时间上前一个K空间行具有该角位移α。

在图2中没有“'”的行标相应于预定顺序的行标，并且具有“'”的行标相应于另外的顺序的行标。

按照第一实施方式，在时刻(t0-t)被扫描的K空间行与在时刻(t0+t)被扫描的K空间行相同。

按照本发明对于所有借助图2至7描述的实施方式存在两种变形。在一种变形中在时刻t0扫描一个K空间行，而在另一个变形中不是这样。如果一个K空间行在时刻t0被扫描，则其既不属于在时刻t0之前被扫描的K空间行也不属于在时刻t0之后被扫描的K空间行。

借助图3示例性示出按照本发明的第二实施方式。

该第二实施方式类似于第一实施方式。特别地，在时刻t0之前被扫描的n个K空间行在第二实施方式中相应于第一实施方式的在时刻t0之前被扫描的K空间行。换言之，第二实施方式仅关于在时刻t0之后被扫描的那些K空间行方面与第一实施方式不同。

在该第二实施方式中在时刻t0之后被扫描的K空间行不相应于在时刻t0之前被扫描的K空间行中的一个，而是每个在时刻t0之后被扫描的行类似位于两个在时刻t0之前被扫描的K空间行之间。换言之，在时刻t0之后被扫描的每个K空间行相对于第一实施方式的相应的K空间行以相同的（恒定的）角位移β被移动。在此，该角位移β相应于预定的或另外的顺序的两个空间上相邻的K空间行所相距的那个角位移α的一半。

在图3中示出的示例中，每个K空间行与K空间内部的预定的轴所具有的角度φ，对于在时刻之后被扫描的K空间行，相对于第一实施方式缩小了角位移β。因为在图3中示出的实施方式中在时刻t0扫描一个K空间行，所以由此第一个在时刻t0之后被扫描的K空间行（具有标号1'）在空间上位于在时刻t0被扫描的K空间行和最后一个在时刻t0之前被扫描的K空间行（具有标号n）之间。因此第二个在时刻t0之后被扫描的K空间行在空间上位于倒数第二的和最后一个在时刻t0之前被扫描的K空间行之间。对于一般情况，按照另外的顺序的第i'行位于按照预定顺序的第(n-i'+1)行和第(n-i'+2)行之间。

与第一实施方式相比，第二实施方式对K空间的覆盖改善了两倍。

在图4中示出了按照本发明的实施方式的第三示例。

该第三实施方式与第一实施方式相比的区别仅在于，在时刻t0之前以及之后都交错地采集K空间行。这意味着，在时刻t0之前或之后采集的n个K空间行被划分为多个片段。相反，在第三实施方式中相同的K空间行如在第一实施方式中那样被采集，仅时间顺序（即，预定的和另外的顺序）改变。如果s相应于在时刻t0之前或之后的片段的数量，并且如果n可被s除，则对于每个片段扫描n/s个K空间行。在两个在时间上相继地被扫描的K空间行之间的角位移在相同的片段中相应于s*α。当按照第一实施方式的顺序或按照K空间行根据其与预定轴的角度

所分类的顺序使用标号时，在第j(1≤j≤s)个片段中K空间行在时刻t0之前被扫描的顺序如下j,j+s,j+2*s，...,n-(s-j)。

如在第一实施方式中那样，在第三实施方式中另外的顺序相应于相反的预定顺序。换言之，按照另外的顺序的第i'个K空间行相应于按照预定顺序的第(n-i'+1)个K空间行，或者在时刻(t0–t)被扫描的K空间行相应于在时刻(t0+t)被扫描的K空间行。

在图5中示例性示出的按照本发明的第四实施方式是第三实施方式的变形。在第四和第三实施方式之间的区别与在第二和第一实施方式之间的区别相同。

如在第二实施方式中那样，在第四实施方式中每个在时刻t0之后被扫描的K空间行（除了第一或最后一个）在空间上处于在时刻t0之前被扫描的两个K空间行之间的中心。这意味着，每个在时刻t0之后被扫描的K空间行相对于第三实施方式的相应的K空间行移动了相同的（恒定的）角位移β。该角位移β如在第二实施方式中那样相应于角位移α的一半。

在图5中示出的例子中每个K空间行与预定轴所具有的角度

对于在时刻之后被扫描的K空间行，与第三实施方式相比缩小了角位移β。因此，第一个在时刻t0之后被扫描的K空间行（具有标号1'）在空间上位于在时刻t0之前被扫描的K空间行（具有标号n）和在时刻t0被扫描的K空间行之间。但是与图3不同，在图5中第1'个K空间行不位于在第n个K空间行和在时刻t0被扫描的K空间行之间的中心，而是位于明显更靠近第n个K空间行，因为由于两个片段(s=2)，在两个在时间上相继被采集的K空间行之间的角位移在相同的片段2*α内并且由此相应于角位移β的四倍。

借助图6和7示例性示出了按照本发明的第五和第六实施方式，其中位于预定轴的各自的K空间行之间的各自的角度

借助黄金角ψ来确定。在此黄金角ψ或者可以是按照以下等式（3）的小的黄金角ψ₁或者是按照等式（4）的大的黄金角ψ₂。也可以替代小的或大的黄金角，使用大的黄金角ψ₂的一半。

在第五实施方式中，在按照预定顺序的第i个K空间行和第(i+1)行之间的角位移相应于黄金角ψ。换言之，两个在时间上相继被采集的K空间行在该时刻之前具有黄金角ψ作为角位移。

另外的顺序如第一和第三实施方式中那样相应于相反的预定顺序，从而在时刻t0之后按照第五实施方式扫描与在时刻之前相同的K空间行。由此对于在时刻t0之后被采集的K空间行，两个在时间上相继被扫描的K空间行也具有黄金角ψ作为角位移。

在第六实施方式中，在时刻t0之前被采集的K空间行与第五实施方式的在时刻t0之前被采集的K空间行没有不同。但是在第六实施方式中，在时刻t0之后被采集的K空间行分别相对于按照第五实施方式在时刻t0之后的对应的K空间行围绕K空间中心以角度δ旋转，该角度通过下列等式（4）计算。

在该第六实施方式中，相应地，在时刻t0之后被采集的每个K空间行，（第一或最后一个除外）中心地位于两个在时刻t0之前被采集的K空间行之间，其中各自的在时刻t0之后被采集的K空间行相对于两个相邻的在时刻t0之前被采集的K空间行的角位移相应于角度δ。

在此存在两种变形。或者将在时刻之后被采集的所有K空间行相对于第五实施方式的在时刻之后被采集的K空间行以角度δ按照顺时针方向或者以角度δ按照逆时针方向旋转。

通过图8和9解释其中分段地扫描K空间行的按照本发明的实施方式。为此，在图8中示出K空间行的未分段的采集，其中在图8中示出的各自的K空间行的角度与各自的K空间行的扫描点的关系原则上相应于在图2中示出的第一实施方式。

在图9所示的K空间行的分段采集中，在第一片段中扫描在未分段的采集（图8）时在预定的时刻t0之前被采集的K空间行，而在第二片段中扫描在未分段的采集（图8）时在预定的时刻t0之后被采集的K空间行。在此，其中在未分段的情况下扫描了所有20个K空间行的时间段T等于其中第一片段的或第二片段的K空间行被扫描的相同时间段T。换言之，在分段采集时在两个在时间上相继的K空间行之间的时间间隔与未分段的采集相比翻倍。

在此，可以将在预定的时刻t0之前的K空间行按照其采集时刻带入预定顺序并且将在预定的时刻t0之后的K空间行按照其采集时刻带入另外的顺序，从而按照另外的顺序在时刻t0之后的第i条直线关于按照预定顺序的第[n-i+1]条直线相邻，这一点在图9中示出。

在分段采集的情况下也保持K空间行的按照本发明的时间上对称。即，按照本发明的定义是相邻的并且因此形成一对的两个K空间行具有与预定时刻t0具有相同时间间隔的扫描点。

在图10中示出了按照本发明的方法的示例性流程图。

在第一步骤S1中，确定待采集的K空间行并且带入预定顺序，所述K空间行在时间上应当按照该顺序相继被扫描。

在第二步骤S2中，入射HF准备脉冲。

在下一步骤S3中，在预定的时刻t0之前按照在步骤S1中确定的顺序采集K空间行。

然后，在预定的时刻t0之后按照相应于相反的预定顺序的另外的顺序采集相同的K空间行。

因为对于每个K空间行进行了两次MR数据采集，所以在步骤S5中将对于各自的K空间行在该时刻之前和在该时刻之后所采集的MR数据进行平均。

根据该平均的MR数据在步骤S6中建立MR图像。为了建立MR图像，可以采用迭代的重建方法，其中对于每个迭代将待建立的MR图像的每个像素与一个模型值对应。将该模型值通过傅里叶变换又变换到K空间，由此可以确定与在K空间中所测量的MR数据的差并且在下一个迭代中可以减小。在J.Tran-Gia的学位论文“Modellbasierte Rekonstruktion unterabgetasteter radialerDaten am Beispiel der Herzperfusion”,at the University of Würzburg,2010中描述了这样的迭代的重建方法的一个例子。

因为通过迭代的重建方法要校正的效应由于按照本发明对MR数据的采集而相对小，所以对于MR图像的重建来说少数的迭代就足够。因为迭代的重建方法可以从MR数据中相对快速地重建MR图像，所以也可以在临床日常活动中采用按照本发明的方法。

Claims (17)

1.一种用于从利用磁共振设备(5)的MR测量出发建立MR图像的方法，其中在K空间中采集MR数据，

其中，所述方法包括以下步骤：

接通HF激励脉冲，

接通其它HF脉冲和至少一个磁场梯度，以便在预定的时间段(T)内采集在K空间中的多条相同形状的轨迹上的MR数据，和

根据所采集的MR数据建立MR图像，

其特征在于，

在时间上在预定时刻(t0)之前按照预定顺序采集所述轨迹，

在时间上在预定时刻(t0)之后按照另外的顺序采集所述轨迹，使得在该时刻(t0)之后的按照另外的顺序的第i条轨迹与按照预定顺序的第[n-i+1]条轨迹相邻，其中n相应于在该时刻之前采集的轨迹的数量和在时刻之后采集的轨迹的数量，

当在两条轨迹之间的距离低于预定的阈值时，这两条轨迹是相邻的，

除了第[n-i+1]条轨迹之外在该时刻(t0)之前所采集的那些轨迹与第i条轨迹不具有小于阈值的距离，

在接通HF激励脉冲之后的时间段内部这样选择所述预定的时间段(T)，使得对比度改变在该预定的时间段(T)内部尽可能线性地关于时间变化，并且

该时刻(t0)位于该时间段(T)中间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

相邻的两条轨迹中的第一条在第一时刻被采集，

相邻的两条轨迹中的第二条在第二时刻被采集，

第一时刻不等于第二时刻，并且

在第一时刻和预定的时刻之间的在时间上按照数值的第一差等于在第二时刻和预定的时刻之间的在时间上按照数值的第二差。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

在两条轨迹之间的距离定义为角位移(β)，两条轨迹中的一条相对于两条轨迹中的另一条围绕K空间中心以该角位移旋转。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述角位移β满足以下不等式：

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，

所述轨迹分别在一个平面内延伸，并且

定义角度(α)，第[i+1]条轨迹相对于第i条轨迹分别按照预定的顺序围绕K空间中心以该角度旋转，并且

预定的顺序根据该角度(α)来确定，使得每条轨迹以该角度(α)相对于其直接前一轨迹旋转。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述角度(α)具有与角位移(β)的以下关系：

α≥2*β            (2)。

7.根据上述权利要求5或6所述的方法，其特征在于，

分段地采集所述轨迹，

片段的数量为偶数，

在一半的片段中采集在未分段的情况下在预定的时刻之前被采集的轨迹，并且在另一半的片段中采集在未分段的情况下在预定的时刻之后被采集的轨迹，

定义旋转方向，采集的轨迹围绕K空间中心以该旋转方向以相同的角度(α)旋转，以便产生直接跟随该轨迹的待采集的轨迹，并且

在采集一个片段的轨迹时不改变旋转方向。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

每个轨迹的结束点相应于K空间的中心。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

将在时刻(t0)之后被采集的轨迹在各自的轨迹被采集之前以180°围绕K空间中心旋转。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

所述另外的顺序相应于相反的预定顺序，使得在该时刻(t0)之后采集与在该时刻(t0)之前相同的轨迹，并且使得首先在该时刻(t0)之后被采集的轨迹相应于最后在该时刻(t0)之前被采集的轨迹。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

每条轨迹直线形地在K空间中延伸。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

为了建立MR图像，形成分别两个相邻的轨迹的MR数据的平均值。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

在预定的时刻(t0)之后被采集的每个轨迹与其相邻的在预定的时刻(t0)之前被采集的轨迹具有相同的第一距离，

在预定的时刻之前被采集的两个在空间上并排的行分别具有相同的第二距离，并且

相同的第一距离相应于相同的第二距离的一半。

14.一种用于从MR测量出发建立MR图像的磁共振设备，在所述MR测量中所述磁共振设备(5)采集K空间中的MR数据，

其中，所述磁共振设备（5）包括：基本场磁体（1）、梯度场系统（3）、至少一个HF天线（4）和控制装置（10），用于控制梯度场系统（3）和至少一个HF天线（4），用于接收由至少一个HF天线（4）记录的测量信号并且用于分析所述测量信号和用于建立MR数据，

其中，所述磁共振设备（5）构造为，所述磁共振设备（5）接通HF激励脉冲、另外的HF脉冲和至少一个磁场梯度，以便采集在预定的时间段内在K空间中多个相同形状的轨迹上的MR数据，并且其中，所述磁共振设备（5）构造为用于根据所采集的MR数据建立MR图像，

其特征在于，

所述磁共振设备（5）在时间上在预定时刻(t0)之前按照预定顺序采集所述轨迹，

所述磁共振设备（5）在时间上在预定时刻(t0)之后按照另外的顺序采集所述轨迹，使得在该时刻(t0)之后的、按照另外的顺序的第i条轨迹与按照预定顺序的第[n-i+1]条轨迹相邻，其中，n相应于在该时刻之前采集的轨迹的数量和该在时刻之后采集的轨迹的数量，

当在两条轨迹之间的距离低于预定的阈值时，这两条轨迹是相邻的，

除了第[n-i+1]条轨迹之外在该时刻之前采集的那些轨迹与第i条轨迹不具有小于阈值的距离，

在接通HF激励脉冲之后的时间段内部这样选择预定的时间段(T)，使得对比度改变在预定的时间段内部尽可能线性地关于时间变化，并且

该时刻(t0)位于该时间段(T)中间。

15.根据权利要求14所述的磁共振设备，

其特征在于，

所述磁共振设备（5）构造为用于执行按照权利要求1-13中任一项所述的方法。

16.一种计算机程序产品，其可以被直接加载到磁共振设备（5）的可编程的控制装置（10）的存储器中，具有程序装置，当该程序在所述磁共振设备（5）的控制装置（10）中运行时，执行按照权利要求1至13中任一项所述的方法的所有步骤。

17.一种具有在其上存储了电子可读的控制信息的电子可读的数据载体，如下构造这些控制信息，使得在磁共振设备（5）的控制装置（10）中使用所述数据载体（21）时，其执行按照权利要求1至13中任一项所述的方法。

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