CN103389481B - 磁共振频率相位双编码采样方法及其图像重建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁共振频率相位双编码采样方法及其图像重建方法，该采样方法包括如下步骤：a)设定采集序列采集k空间数据；b）采集时，根据采集序列对频率编码梯度方向进行N倍过采，同时加入频率编码梯度和相位编码梯度控制数据采集轨迹；c）将步骤b）采集的数据经模数转换ADC，填充到k空间，形成倾斜因子为N的k空间，所述k空间的数据点沿频率编码梯度方向和相位编码梯度方向呈倾斜的N*m行×n列分布，且在频率编码方向和相位编码方向每相邻的两个实际采集数据点之间填补有（N-1）个空白数据点，其中N为大于1的整数，m、n为正整数。本发明方法使相位与频率同时编码，以控制k空间采样轨迹，使得采集次数少于传统采集方式，采集总时间缩短且重建图像基本不含有伪影。

Description

磁共振频率相位双编码采样方法及其图像重建方法

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术，尤其涉及一种频率相位双编码的采样方法及其图像重建方法。

背景技术

现有磁共振成像技术中，成像的方式需要将k空间填满，然后对采满的k空间进行傅里叶变换，最终得到重建图像。一般的数据采集方式如图1所示，其中，图1a为在某一次相位编码后，读出方向的梯度控制以及ADC采集控制示意图，ADC为模拟至数字转换器,即信号采集器,实线箭头表示非过采数据点（对应于图1b中的实心点），虚线箭头表示过采数据（对应于图1b中的三角点），过采数据是通过提高ADC采集速度而增加的数据；图1b中圆点代表采集的k空间数据，箭头表示数据采集填充k空间的轨迹；一般情况下，频率编码方向加快采集速度是不会影响总采样时间的；如图3所示，其中纵向箭头表示采样位置，横向为时间t方向；实线箭头是采集需要的点，虚线箭头表示过采的点。从图3可以看出，过采样不会影响整体采样时间，同时可以用过采样的数据来提高信噪比。一般情况下，ADC采样的频率可以支持过采样，所以一般的采集方式可以在读方向上数据过采。

由于传统的k空间都是笛卡尔坐标系下，网格化对齐的，所以一般的过采样做法相当于加大了读出（频率编码）方向的FOV（field of view,视野），一般磁共振系统，视野（成像的区域）与K空间编码的步长成反比。如果视野过小，则处于视野外的图像会卷折进视野内，出现伪影。普通的方法下，频率编码方向可以加快采集速度，缩小步长，不影响总体的采集时间；但相位编码方向如缩小步长就会使采集的时间变长。为了实现加速，在相位编码方向上欠采数据，如果不经过一些算法处理（如GRAPPA、SENSE等），则会出现严重的卷折伪影；而一般在频率编码方向上都有一定程度上的过采样，因为过采样不会加长采集时间。

针对上述问题，有必要提供一种新的磁共振成像中数据的采样方法，使相位与频率同时编码，并控制k空间采样轨迹，利用ADC采集数据的过采样，使得采集次数少于传统采集方式，采集总时间缩短且重建图像基本不含有伪影。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磁共振频率相位双编码采样方法及其图像重建方法，使相位与频率同时编码，以控制k空间采样轨迹，减少采样时间、加快成像速度且重建图像基本不含有伪影。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种磁共振频率相位双编码采样方法，包括如下步骤：a)设定采集序列采集k空间数据；b）采集时，根据采集序列对频率编码梯度方向进行N倍过采，同时加入频率编码梯度和相位编码梯度控制数据采集轨迹；c）将步骤b）采集的数据经模数转换ADC，填充到k空间，形成倾斜因子为N的k空间，所述k空间的数据点沿频率编码梯度方向和相位编码梯度方向呈倾斜的N*m行×n列分布，且在频率编码方向和相位编码方向每相邻的两个实际采集数据点之间填补有（N-1）个空白数据点，其中N为大于1的整数，m、n为正整数。

进一步地，所述设定的采集序列为正弦采集序列，根据所述正弦采集序列，在相位编码方向加入正弦梯度，所述倾斜因子N为2，在k空间沿频率编码方向按正弦函数轨迹进行数据采集。

进一步地，所述加入的相位编码方向的正弦梯度使数据采集轨迹的正弦波形的振幅为相位编码方向数据采集时的一个步长或半个步长。

进一步地，所述步骤b)中,采样时间和最大梯度爬升率满足如下关系：

$\max \frac{{\mathrm{dG}}_Y}{\mathrm{dt}}=\frac{{\mathrm{\π}}^2{G}_X}{2\mathrm{\Δt}}=\frac{{\mathrm{\π}}^2{G}_X\·\mathrm{\γ}{\mathrm{FOV}}_X\·G_X}{2}=\frac{{\left({2G}_Y\right)}^2\·\left(\mathrm{\γ}2{\mathrm{FOV}}_Y{\mathrm{\π}}^2\right)}{2}=G_Y^2\·\left(\mathrm{\γ}{\mathrm{FOV}}_Y{\mathrm{\π}}^2\right);$

$G_Y=\mathrm{\π}{G}_X\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{2\mathrm{\Δt}}t\right)$

其中Gx为频率编码方向梯度，Gy为相位编码方向梯度，FOV_Y为相位编码方向成像的区域大小，Δt为采样间隔，γ为旋磁比。

进一步地，所述设定的采集序列为折返采集序列，根据所述折返采集序列，在相位编码方向加入正反交替变化的相位编码梯度，且加入的相位编码梯度为频率编码梯度的N倍，所述倾斜因子N大于等于2，在k空间沿着每个采集数据点与其相邻列的下一行的数据点连成的折返斜线轨迹进行数据采集。

进一步地，所述设定的采集序列为回转采集序列，根据所述回转采集序列，加入的相位编码梯度为频率编码梯度的N倍，在k空间沿着每个采集数据点与其相邻列的下一行或上一行的数据点连成的斜线轨迹进行采集，当一个方向上的数据点采集完时，相位编码梯度和频率编码梯度通过衔接序列进行正负转换，所述衔接序列使数据采集轨迹进行回转，所述衔接序列的正负完全转换时间为N个数据点的采集时间，使k空间的位置沿着频率编码增大的方向下移一个ΔKx，并沿着与前一斜线轨迹相反的方向进行，所述ΔK_X为沿频率编码方向不引入过采样时的步长。

本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种基于磁共振频率相位双编码采样的图像重建方法，包括如下步骤：a)对上述采集得到的k空间数据通过傅里叶变换为图像域；b)在图像域，将得到的图像进行裁剪，去掉多余部分，保留频率编码方向1/N且位于中间的图像，得到重建图像。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的磁共振频率相位双编码采样方法及其图像重建方法，改变传统相位编码与频率编码分离的形式，对频率编码梯度方向进行N倍过采，同时加入相位编码梯度来控制数据采集轨迹，以控制k空间采样轨迹，且在频率编码方向和相位编码方向每相邻的两个实际采集数据点之间填补（N-1）个空白数据点，形成缺失数据的倾斜k空间，重建所需数据量远远少于现有过采样方法的数据量，减少总的采样时间，加速成像速度；而基于此采样方法的重建，不需要考虑算法填补缺失数据的k空间，直接傅里叶变换即可得到比较理想的图像，重建图像基本不含有伪影。

附图说明

图1a为现有磁共振成像技术中一次相位编码后读出方向的梯度控制以及ADC采集控制示意图；图1b为现有磁共振成像技术中的k空间数据采集示意图；

图2为本发明基于磁共振频率相位双编码采样的图像重建方法的步骤流程图；

图3为采样数据与时间t的关系示意图；

图4为本发明磁共振频率相位双编码采样的k空间示意图；

图5a为现有的普通k空间采集示意图，图5b为本发明定义的“倾斜”的k空间采集示意图；

图6为现有技术中采用读方向2倍过采k空间的采集方法和本发明采用倾斜因子为2的k空间采集方法得到的重建图像的效果对比图；

图7为现有技术中采用读方向4倍过采k空间的采集方法和本发明采用倾斜因子为4的k空间采集方法得到的重建图像的效果对比图；

图8为正弦采集序列的编码梯度和ADC采集控制示意图；

图9为本发明采用正弦采集序列的k空间采集轨迹示意图；

图10为本发明实施例一采用另一正弦采集序列的k空间采集轨迹示意图；

图11为折返采集序列的编码梯度和ADC采集控制示意图；

图12为本发明实施例二采用折返采集序列的k空间采集轨迹示意图；

图13为现有技术中采用读方向4倍过采k空间的采集方法和本发明实施例采用倾斜因子为4的采集方法得到的重建图像的效果对比图；

图14为回转采集序列的编码梯度和ADC采集控制示意图；

图15为本发明实施例三采用回转采集序列的k空间采集轨迹示意图；

图16为本发明实施例三采用另一回转采集序列的k空间采集轨迹示意图；

图17为回转采集序列中衔接处为直角三角形的编码梯度示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图2为本发明基于磁共振频率相位双编码采样的图像重建方法的步骤流程图。

请参照图2，本发明提供的磁共振频率相位双编码采样方法，对k空间数据采样并进行频率编码与相位编码,包括如下步骤：

步骤S201，设定采集序列采集k空间数据；

步骤S202，采集时，根据采集序列对频率编码梯度方向进行N倍过采，同时加入频率编码梯度和相位编码梯度控制数据采集轨迹；

步骤S203，将步骤S202采集的数据经模数转换ADC，填充到k空间，形成倾斜因子为N的k空间，所述k空间的数据点沿频率编码梯度方向和相位编码梯度方向呈倾斜的N*m行×n列分布，且在频率编码方向和相位编码方向每相邻的两个实际采集数据点之间填补有（N-1）个空白数据点，其中N为大于1的整数，m、n为正整数。

请继续参照图2，本发明提供的基于磁共振频率相位双编码采样的图像重建方法，还包括如下步骤：

步骤S204，对上述步骤采集得到的k空间数据通过傅里叶变换为图像域;

步骤S205，在图像域，将得到的图像进行裁剪，去掉多余部分，保留频率编码方向1/N且位于中间位置的图像，得到重建图像。

频率编码方向和相位编码方向在均没有过采和欠采数据的情况下，普通k空间的数据点沿频率编码方向和相位编码方向呈m行×n列分布。本发明由于在对频率编码梯度方向进行N倍过采，所以呈N*m行×n列分布。

图4为本发明磁共振频率相位双编码采样的k空间示意图。

请参见图4，本发明提供的磁共振频率相位双编码采样方法，引进了一种缺失数据的倾斜的k空间的采集方法，这样的k空间的优势在于重建所需数据量远远少于图1b的数据量；并在此基础上利用ADC采样的速度，设计采样轨迹，减少总的采样时间，加速成像速度；而基于此方法的图像重建，不需要考虑算法填补缺失数据的k空间，直接傅里叶变换即可得到比较理想的图像。

图4所示的k空间即为“倾斜”的k空间的一个示例。其中，方框内的圆点表示普通k空间过采的数据位置，对应于图1b中的三角点；白色空点表示“倾斜”的k空间中不需要的空白数据点，用零填补；黑色实点表示“倾斜”的k空间中，需要采集的数据点。为了方便定义倾斜因子N，倾斜因子N为频率编码方向两个需采点（图4中的黑色实点）之间，间隔的零点（图4中的白色空点）的数量加1，等于ADC采样过采的倍数N。如图4相当于倾斜因子N为2，ADC过采速度为2倍，m为8，n为9，呈16行×9列分布

图4所示的k空间所含数据量，为现有技术中如图1b所示的普通k空间数据量的1/2。虽然数据量减少，但是这样的k空间直接重建后，得到的图像不会引起卷折伪影。

图5a为现有的普通k空间采集示意图；图5b为本发明定义的“倾斜”的k空间采集示意图。

“倾斜”的k空间是本发明对k空间进行的一个定义，为了更好的理解“倾斜”的定义，请参见图5，图5a为现有的普通k空间，数据采集填充的行、列为正交的网格型；图5b为本发明定义的“倾斜”的k空间采集示意图，而本发明定义的k空间，感觉上是斜的，所以称之为“倾斜”的k空间，比较图5a和图5b，会很清楚“倾斜”的k空间的定义。

图6为现有技术中采用读方向2倍过采k空间的采集方法和本发明采用倾斜因子为2的k空间采集方法得到的重建图像的效果对比图。

请参见图6，其中图6（a）为现有技术中采用读方向2倍过采k空间的采集方法采集的数据通过傅里叶变换后得到的图像域，黑色部分为过采所增大的FOV；图6（b）为本发明利用倾斜因子为2的k空间采集方法采集的数据通过傅里叶变换后得到的图像域，对比图6（a）的图像域，可见由于k空间数据量的减少，倾斜的k空间重建后，会发生信号卷折，但是卷折全部发生在增大的FOV内，不会影响源图像；图6（c）和图6（d）是分别将图6（a）及图6（b）进行裁剪，去掉多余部分，保留频率编码方向1/2且位于中间的图像（实际图像），对比可见，图6（c）与图6（d）几乎没有差别（这里图6（d）信噪比会降低倍)。这说明，利用倾斜的k空间，不需要复杂的算法，可以重建出没有伪影的图像。

图7为现有技术中采用读方向4倍过采k空间的采集方法和本发明采用倾斜因子为4的k空间采集方法得到的重建图像的效果对比图。

请参见图7，图7（a）为现有技术中采用读方向4倍过采k空间的采集方法采集的数据通过傅里叶变换后得到的图像域；图7（b）本发明采用倾斜因子为4的k空间采集方法采集的数据通过傅里叶变换后得到的图像域；图7（c）和图7（d）分别为对图7（a）和图7（b）进行裁剪，去掉多余部分，保留频率编码方向1/4且位于中间的图像，得到重建图像，对比可见，图7（c）与图7（d）几乎没有差别。利用本发明倾斜因子为N的k空间采集方法重建后得到的图像，都有类似的结论。而对于倾斜因子为N的k空间，其数据量是其对应普通k空间数据量的1/N，如果采集序列设计合理的话，可以达到N倍的加速，缩短采集所用的时间，得到没有伪影的重建图像。

基于本发明提供的上述磁共振频率相位双编码采样方法，下面以不同的采集轨迹进行详细说明。

实施例一

本实施例采用的k空间的采集序列为正弦采集序列，倾斜因子N为2。

图8为正弦采集序列的编码梯度和ADC采集控制示意图；图9为本发明采用正弦采集序列的k空间采集轨迹示意图。

请参照图8，图中G表示磁共振的梯度线圈强度，其中G_PE表示相位编码方向的梯度，G_RO表示频率编码方向的梯度，（G_Y表示Y方向梯度，一般情况下，相位编码梯度G_PE是沿着Y方向，G_X表示X方向梯度，一般情况下频率编码梯度G_RO沿着X方向）。ADC为模拟至数字转换器，即信号采集器。图8中的横向为时间方向，纵向表示强度；ADC位置处的矩形表示ADC开启及关闭的时间点；标记为1的正弦图形前面的梯子状图形，表示相位编码。

为了体现本实施例的特征，图8中忽略RF脉冲，选层梯度等细节，请参照图9，该正弦采集序列的主要特点在于在ADC采集过程中，在外加读（频率编码）方向梯度（这里为了叙述方便，可以假定为X方向）的同时，加入相位编码方向的正弦梯度，同时ADC做相应的2倍过采。本实施例可以解决倾斜因子为2的k空间采样（ADC过采倍数为2倍）的情况，不适合倾斜因子N更高的情况。图8中标记为1的正弦图形指示的梯度轨迹对应于图9中标记为2的正弦图形指示的采集轨迹；图8中正弦波形的振幅为相位编码方向采集时的一个步长，图9中，黑色实点表示图像重建中需要采集的点，白色空点表示图像重建中不需要采集的点（填零）；黑色正弦实线表示k空间填充的轨迹，图9为完整k空间的一部分，图9四周的省略号表示该方向仍有延续。

由于梯度是正弦函数，所以这里的计算要说明相位编码（Y）方向上，梯度爬升率（dB/dt）要满足要求，则会有一些限制条件。

由图9所示，实际序列y方向梯度随时间变化关系如下：

$G_Y=\mathrm{\π}{G}_X\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{2\mathrm{\Δt}}t\right)$

其中，G_X为频率编码方向梯度场，Gy为相位编码方向梯度场。

所述正弦采集序列的采样时间和最大梯度爬升率（dB/dt）满足如下关系：

$\max \frac{{\mathrm{dG}}_Y}{\mathrm{dt}}=\frac{{\mathrm{\π}}^2{G}_X}{2\mathrm{\Δt}}=\frac{{\mathrm{\π}}^2{G}_X\·\mathrm{\γ}{\mathrm{FOV}}_X\·G_X}{2}=\frac{{\left({2G}_Y\right)}^2\·\left(\mathrm{\γ}2{\mathrm{FOV}}_Y{\mathrm{\π}}^2\right)}{2}=G_Y^2\·\left(\mathrm{\γ}{\mathrm{FOV}}_Y{\mathrm{\π}}^2\right);$

其中，FOV_Y为Y方向FOV大小，Δt为采样间隔。

对于目前的系统，梯度爬升率（dB/dt）小于100mT/m/ms，假定FOV_Y=40cm，则可以得到G_Y<0.434mT/m，G_X=1/2G_Y<0.217mT/m。该限制条件并不绝对，如果硬件条件得以改善，则该条件可以放宽。

图10为本发明实施例一采用另一正弦采集序列的k空间采集轨迹示意图。

请参见图10，图10所示的k空间与图9的k空间一样，采集的轨迹均为正弦曲线；采集的序列形状与图8类似，不同的是1所指向的正弦信号略有区别，其振幅幅度为图8的1/2，频率为其2倍，即对应关系为：

$G_Y=\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}{G}_X\sin \left(\frac{\mathrm{\&pi;}}{4\mathrm{\&Delta;t}}t\right)$

实施例二

本实施例采用的k空间的采集序列为折返采集序列，倾斜因子n为大于等于4的整数。

图11为折返采集序列的编码梯度和ADC采集控制示意图；图12为本发明实施例二采用折返采集序列的k空间采集轨迹示意图。

请参见图11，为了方便说明，略去RF脉冲，选层梯度等细节。本实施例提供的折返采集序列适于倾斜因子为2以上的情况。图11所示的折返采集序列特征在于在k空间数据采集的同时，同时加入频率编码和相位编码；相位编码梯度是频率编码梯度的N倍，N为ADC过采倍数；相位编码梯度正反交替，如图11中的31、32所示；在k空间沿着每个采集数据点与其相邻列的下一行的数据点连成的折返斜线轨迹进行数据采集。考虑到实际梯度爬升速度，图11中的33,34所示位置在转换过程中有一定的倾角，这会对相位编码处于k空间边缘位置处造成一定的影响，如图12所示，实际的轨迹为42所示的实线箭头（对应理想情况为41所示的虚线箭头）；为了方便说明，图12以倾斜因子为4的情况说明（由于采样轨迹与理想轨迹的偏差只会发生在相位编码比较高的位置且该位置信号一般最弱，所以对重建的图像质量影响很小，见图13）。采样的轨迹特点是，分两个方向进行采样，分别由粗线与细线表示，图12中黑色实点表示重建图像需要采集的数据点，白色空点表示重建图像不需要采集的数据点（零点）；图12中由于正反交叉，会出现一些重复采集的点，这些点可以用于矫正两次数据的对齐；两个采集后的数据构成了两个倾斜因子为4的k空间，分别由虚线和实线构成，所以分别利用虚线和实线经过的数据点进行图像重建，可以得到两张图像；两张图像都可以反应真实的图像，将两张图像叠加，可以达到优化图像质量的目的。

利用这样的方法，可以减少采集点数，达到加速采集的目的；同时可以保证图像没有伪影出现。图12这里第一条线和最后一条线采集会有问题，图13说明边缘的采集如果出现问题，可以将其置为0，这样的做法对图像重建效果影响不大。

图13为现有技术中采用读方向4倍过采k空间的采集方法和本发明实施例采用倾斜因子为4的采集方法得到的重建图像的效果对比图。

请参见图13，图13（a）为现有技术中采用读方向4倍过采k空间的采集方法采集的数据通过傅里叶变换后得到的图像域，图13（b）为本实施例采用倾斜因子为4的折返采集序列的采集方法采集的数据通过傅里叶变换后得到的图像域；其中，为了说明图13所示序列的梯度爬升对重建影响不大，该倾斜因子为4的k空间，在相位编码（相位方向共256条线）1-10及247-256（即靠近边缘10以内）的位置全部置为0；图13（c）为对图13（a）进行裁剪，去掉多余部分，保留频率编码方向1/4且位于中间的图像（实际图像），图13（d）为对图13（b）进行裁剪，去掉多余部分，保留频率编码方向1/4且位于中间的图像（实际图像）。从图13（b）和图13（d）的图像质量中可以看出，两个k空间重建得到的图像效果基本相同。

倾斜因子为4以上的k空间填充方法类似。

实施例三

本实施例采用的k空间的采集序列为回转采集序列，倾斜因子N为大于1的整数。

图14为回转采集序列的编码梯度和ADC采集控制示意图；图15为本发明实施例三采用回转采集序列的k空间采集轨迹示意图。

请参见图14，为了说明方便，图14中略去选层梯度、RF脉冲等细节。该回转采集序列的特点是，仅需一次RF脉冲激发；激发后利用梯度线圈，调整初始入口点（如图15中标记的60所示点）；相位编码与频率编码同时进行，并同时由图14中51与52所指示的方框内的“衔接序列”，进行正负转换；其中51衔接序列块对应于图13中62所示的轨迹，52所示的衔接序列块对应于图13中标记为61或63所示的轨迹，需要说明的是衔接序列与对应的衔接轨迹不是唯一的，衔接轨迹由虚点线表示；相位编码梯度是频率编码梯度的N倍，N为ADC过采倍数，也系倾斜因子；在k空间沿着每个采集数据点与其相邻列的下一行或上一行的数据点连成的斜线轨迹进行采集，当一个方向上的数据点采集完时，相位编码梯度和频率编码梯度通过衔接序列进行正负转换，图14中511指向的两条点划线之间的距离要根据具体k空间位置确定，如图15中63所示的轨迹对应的611两条线距离要小于61轨迹对应的511两条线的距离，511两条线的距离和倾斜因子N有关，应该等于采集N个数据点所需的时间，对于图15的倾斜因子N为4的k空间，大于的距离应该为采集4个数据点所需的时间；图中53与55对应的阴影面积相等、54与56对应的阴影面积相等、57对应的阴影部分面积大于58、510对应的阴影部分面积大于59，这里57对应的阴影部分面积大于58,510对应的阴影部分面积大于59的目的是为了当相位编码梯度与频率编码梯度反向的时候，k空间的位置向着频率编码增大的方向下移一个ΔK_X（如图15所示），ΔK_X为频率编码方向不引入过采样时的步长。回转采集序列可以适用于任意倾斜因子N大于1的整数的“倾斜”k空间采样。本实施例为了说明方便，倾斜因子N为4，该回转采集序列还有一个好处就是一次RF脉冲激发即可，在梯度翻转的时候能够产生梯度回波，不需额外引入其他手段产生回波。

图16为本发明实施例三采用另一回转采集序列的k空间采集轨迹示意图。

请参见图16，由于同一倾斜因子的k空间，其存在多种形式，如图16与图15所示的“倾斜”k空间，倾斜因子N同为4，其对应的序列在初始点的选择略有不同；初始相位编码梯度的正负与频率编码梯度的正负存在一个组合的关系（同时为正、同时为负或一正一负）。但是这几种方式应该视为同一种采集序列。

图17为回转采集序列中衔接处为直角三角形的编码梯度示意图。

对应于图14所示的序列，其衔接序列块（如51，52）可以不唯一；对于不同的衔接块的组合，应视为同一种序列方法。请参见图17，其对应的关系与图14相同；衔接处为直角形状（这是比较极端的，实际是无法实现的），举这个极端的例子是为了说明，51（51’）和52(52’)方框内衔接处的形状可以有变化，但应该满足上面所述：53（53’）与55（55’）对应的阴影面积相等、54（54’）与56（56’）对应的阴影面积相等、57（57’）对应的阴影部分面积大于58（58’）、510（510’）对应的阴影部分面积大于59（59’），这里57（57’）对应的阴影部分面积大于58（58’）、510（510’）对应的阴影部分面积大于59（59’）的目的是为了当相位编码梯度与频率编码梯度反向的时候，k空间的位置向着频率编码增大的方向下移一个ΔK_X；满足上述条件，就可以实现衔接。

综上所述，本发明提供的磁共振频率相位双编码采样方法及其图像重建方法，改变传统相位编码与频率编码分离的形式，使相位与频率同时编码，并控制k空间采样轨迹，频率编码方向利用ADC采集数据的过采样，使得采集次数少于传统采集方式，采集总时间缩短且重建图像基本不含有伪影。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种磁共振频率相位双编码采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

a）设定采集序列采集k空间数据；

b）采集时，根据采集序列对频率编码梯度方向进行N倍过采，同时加入频率编码梯度和相位编码梯度控制数据采集轨迹；

c）将步骤b）采集的数据经模数转换ADC，填充到k空间，形成倾斜因子为N的k空间，所述k空间的数据点沿频率编码梯度方向和相位编码梯度方向呈倾斜的N*m行×n列分布，且在频率编码方向和相位编码方向每相邻的两个实际采集数据点之间填补有（N-1）个空白数据点，其中N为大于1的整数，m、n为正整数。

2.如权利要求1所述的磁共振频率相位双编码采样方法，其特征在于，所述设定的采集序列为正弦采集序列，根据所述正弦采集序列，在相位编码方向加入正弦梯度，所述倾斜因子N为2，在k空间沿频率编码方向按正弦函数轨迹进行数据采集。

3.如权利要求2所述的磁共振频率相位双编码采样方法，其特征在于，所述加入的相位编码方向的正弦梯度使数据采集轨迹的正弦波形的振幅为相位编码方向数据采集时的一个步长或半个步长。

4.如权利要求2所述的磁共振频率相位双编码采样方法，其特征在于，所述步骤b）中，采样时间和最大梯度爬升率满足如下关系：

；

；

其中，为频率编码方向梯度，为相位编码方向梯度，为相位编码方向成像的区域大小，为采样间隔，为旋磁比。

5.如权利要求1所述的磁共振频率相位双编码采样方法，其特征在于，所述设定的采集序列为折返采集序列，根据所述折返采集序列，在相位编码方向加入正反交替变化的相位编码梯度，且加入的相位编码梯度为频率编码梯度的N倍，所述倾斜因子N大于等于2，在k空间沿着每个采集数据点与其相邻的下一行的数据点连成的折返斜线轨迹进行数据采集。

6.如权利要求1所述的磁共振频率相位双编码采样方法，其特征在于，所述设定的采集序列为回转采集序列，根据所述回转采集序列，加入的相位编码梯度为频率编码梯度的N倍，在k空间沿着每个采集数据点与其相邻的下一行或上一行的数据点连成的斜线轨迹进行采集，当一个方向上的数据点采集完时，相位编码梯度和频率编码梯度通过衔接序列进行正负转换，所述衔接序列使数据采集轨迹进行回转，所述衔接序列的正负完全转换时间为N个数据点的采集时间，使k空间的位置沿着频率编码增大的方向下移一个，并沿着与前一斜线轨迹相反的方向进行，所述为沿频率编码方向不引入过采样时的步长。

7.一种基于磁共振频率相位双编码采样的图像重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

    a）对权利要求1～6中任一项权利要求采集得到的k空间数据通过傅立叶变换为图像域；

    b）在图像域，将得到的图像进行裁剪，去掉多余部分，保留频率编码方向1/N且位于中间的图像，得到重建图像。