CN104166111B - 磁共振图像采集与重建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的磁共振图像采集与重建的方法及装置，使得在磁共振成像系统在采集K空间数据时，采用并行加速采集方法的同时能结合使用射频脉冲相位循环法将FID和/或DC伪影彻底消除，不但实现采集的加速，同时保证了FID和/或DC伪影的消除，确保图像质量。

Description

磁共振图像采集与重建方法及装置

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种磁共振图像采集与重建方法及装置。

背景技术

目前，磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging，MRI)作为一种集中了物理学、化学、生物学、医学等多领域研究成果在内的计算机成像技术，已被广泛应用于医学影像学检查中。基于不同序列的磁共振成像，一般都会伴随成像数据信号而产生一些干扰信号，其中部分在图像上表现为伪影，比如基于自旋回波序列(SE)以及快速自旋回波序列(FSE)成像过程中，由于回聚脉冲一般都会偏离理想的180度翻转角，伴随而产生FID伪影。FID伪影在图像中为沿读出方向的一条白线，位于相位编码方向中心。它的存在严重影响图像质量，干扰图像的解读和诊断。同时，磁共振成像系统的信号接收子系统如果有直流偏置，还会有位于图像中心的DC点状伪影。

通常有两种方法消除FID伪影：(1)使用位于回聚脉冲之后的扰相梯度来削弱FID信号；(2)采用射频脉冲的相位循环法将FID伪影移至图像边缘。由于前者通常不能完全消除FID信号，一般会将这二种方法结合使用。同时，消除DC伪影方法之一也是采用射频脉冲的相位循环将DC伪影移至图像边缘。

采用射频脉冲相位循环将FID和/或DC伪影移至图像边缘，其原理是通过改变射频发射脉冲和接收的相位，使FID和/或DC信号在K空间沿相位方向正负交替改变。这样在图像重建后，剩余的FID和/或DC伪影从图像中心移至图像边缘，避免了对图像解读的干扰。

目前K空间的数据采集，经常会使用并行加速方法来提高采样速度，减少成像时间。常用的K空间并行加速方法，如GRAPPA，是通过在K空间小范围内全部采集，而在其他部分跳跃间隔采集数据，之后通过重建方法填充欠采的数据。但是，当采用这种K空间并行加速采集数据时，用射频脉冲相位循环将FID及DC伪影移至图像边缘的方法不再有效。

即使针对此问题，找到解决方案，也只是将FID和/或DC伪影移至图像的边缘，其对图像质量还是有一定的影响，因而有必要研究和开发新的方法，使得在采用K空间并行加速采集的同时能结合使用射频脉冲相位循环方法将FID和/或DC伪影彻底消除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是磁共振成像过程中，采用K空间加速采集方法采集与重建时，FID和/或DC伪影对图像的影响。

为了解决上述问题，本发明提供了一种磁共振图像采集与重建方法，包括如下步骤：

将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SP1或者SP2采集成像回波信号数据S^UNDER；

若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值S^FID；若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值S^DC；若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值S^FID+DC；

利用所述FID信号值S^FID或DC信号值S^DC或FID和DC信号值S^FID+DC对成像回波信号数据S^IMG进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据P^IMG，所述成像回波信号数据S^IMG＝S^ACS+S^UNDER；

将所述成像回波信号数据P^IMG进行K空间加速处理得到完整数据。

在一个实施例中，若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID信号值S^FID；

若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述DC信号值S^DC；

若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID和DC信号值S^FID+DC。

在一个实施例中，利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID得到不包括FID信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^DC得到不包括DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID+DC得到不包括FID及DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

其中，sign＝-1对应正FID、DC信号，sign＝1对应负FID、DC信号。

在一个实施例中，采用GRAPPA法进行所述K空间加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。

在一个实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正FID和/或DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据；

在一个实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负DC信号数据。

在一个实施例中，所述方法进一步还包括：将所述P^IMG经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，所述完整的K空间数据经过傅里叶变换后得到图像。

本发明还提供了一种磁共振图像采集与重建装置，包括：

成像信号采集模块，用于将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SP1或者SP2采集成像回波信号数据S^UNDER；

第一K空间加速处理模块，用于若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值S^FID；用于若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值S^DC；用于若所述正负伪影信号分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值S^FID+DC。

伪影信号消除模块，用于利用所述FID信号值S^FID或DC信号值S^DC或FID和DC信号值S^FID+DC对成像回波信号数据S^IMG进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据P^IMG，所述成像回波信号数据S^IMG＝S^ACS+S^UNDER；

第二K空间加速处理模块，用于将所述成像回波信号数据P^IMG进行K空间加速处理得到完整数据。

在一个实施例中，具体地，所述第一K空间加速处理模块用于：

若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID信号值S^FID；

若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述DC信号值S^DC；

若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID和DC信号值S^FID+DC。

在一个实施例中，具体地，所述伪影信号消除模块用于，

利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID得到不包括FID信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^DC得到不包括DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID+DC得到不包括FID及DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

其中，sign＝-1对应正FID、DC信号，sign＝1对应负FID、DC信号。

在一个实施例中，采用GRAPPA法进行所述K空间加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。

在一个实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正的FID和/或DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据。

在一个实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负DC信号数据。

在一个实施例中，所述装置进一步还包括：图像生成单元，用于将所述P^IMG经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，所述完整的K空间数据经过傅里叶变换后得到图像。

与现有技术相比，本发明提供的磁共振图像采集与重建方法及装置，使得磁共振成像系统在采集K空间数据时，采用并行加速采集方法的同时能结合使用射频脉冲相位循环法将FID和/或DC伪影彻底消除，不但实现采集的加速，同时保证了FID和/或DC伪影的消除，确保图像质量。

附图说明

图1为磁共振扫描中自旋回波序列示意图；

图2为自旋回波成像的K空间和图像域中回波信号及FID和/或DC信号示意图；

图3为现有技术中基于自旋回波的，采用并行加速采集方法进行成像的K空间和图像域中回波信号及FID和/或DC信号示意图；

图4为本发明提供的一种磁共振图像采集与重建方法的流程示意图；

图5为采用本发明中技术方案，基于自旋回波的，采用并行加速采集方法进行成像的K空间中回波信号及FID和/或DC信号示意图；

图6(a)-图6(d)分别为采用不同方法采集与重建的磁共振图像；

图7为本发明提供的一种磁共振图像采集与重建装置的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

如图1所示，在自旋回波成像序列中，首先使用90度射频脉冲激发样本，在TE/2时间之后，使用180度回聚脉冲再次激发样本，之后开始采集成像回波信号。如果回聚脉冲偏离理想的180度翻转角时，会伴随有FID信号产生。在常规成像中，FID信号在图像中以一条沿读出方向的线条出现，该线条位于相位编码方向的中心，FID信号的存在严重影响图像质量问题，干扰图像的解读和诊断。同时，磁共振成像系统的信号接收子系统如果有直流偏置，还会有位于图像中心的DC点状伪影。

现有技术中，一般采用射频脉冲的相位循环法将FID和/或DC信号移至图像的边缘，其原理是通过改变射频发射脉冲和接收脉冲的相位，使FID和/或DC信号在K空间沿相位方向正负交替改变。这样在图像重建后，剩余的FID和/或DC伪影从图像中心移至图像边缘，避免了对图像解读的干扰。如图2(A)所示，采用相位循环，将激发脉冲相位和接收脉冲相位同时交替改变180度，使FID和/或DC信号在K空间交替改变符合，如图2(B)所示，图像重建之后，FID和/或DC信号被移至图像的边缘。目前为了提高成像的速度，进行数据采集经常会使用并行加速方法来提高采样速度，减少成像时间。常用的K空间并行加速方法，如GRAPPA，是通过在K空间小范围内全部采集，而在其他部分跳跃间隔采集数据，之后通过重建方法填充欠采样的数据。但是，如图3所示，当采用这种K空间并行加速采集数据时，用射频脉冲相位循环将FID和/或DC伪影移至图像边缘的方法不再有效。即便针对此问题找到解决方案，也只是将FID和/或DC伪影移至图像的边缘，其对图像质量还是有一定的影响。这里说明作如下说明：附图2、附图3以及下述的附图5中展示了FID和DC信号共存的情形，实际如全文中所述的还包括只含有FID信号的以及只含有DC信号的情形。

为了解决上述问题，在采用K空间并行加速采集的同时能结合使用射频脉冲相位循环方法将FID和/或DC伪影彻底消除，本发明提供了一种磁共振图像采集与重建的方法。

如图4所示，一种磁共振图像采集与重建的方法，包括如下步骤：

步骤S10，将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同时，在所述欠采样区中，使用脉冲序列SP1或者SP2采集成像回波信号数据S^UNDER。

步骤S20，若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号S^FID；若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值S^DC；若所述正负伪影信号分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值S^FID+DC。

步骤S30，利用所述FID信号值S^FID或DC信号值S^DC或FID和DC信号值S^FID+DC对成像回波信号数据S^IMG进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号P^IMG，所述成像回波信号数据S^IMG＝S^ACS+S^UNDER。

步骤S40，将所述成像回波信号P^IMG进行K空间加速处理得到完整数据。

下面结合附图5具体说明本发明磁共振图像采集与重建方法的流程。

执行步骤S10，将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同时，在所述欠采样区中，使用脉冲序列SP1或者SP2采集成像回波信号数据S^UNDER。

在一个实施例中，所述伪影信号包括FID和/或DC信号，如图5所示，采用GRAPPA法进行并行加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心(深色部分)，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。成像回波信号数据进行采集时，只对全采集区进行相位循环采集，即使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正FID和/或DC信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号；而对于欠采样区，使用所述脉冲序列SP1或者SP2采集回波成像数据信号。

若基于自旋回波(SE)类成像序列进行磁共振成像，则在本实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正的FID和/或DC信号数据；所述SP2序列为：使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据。

若基于场回波(GRE)类成像序列进行磁共振成像，没有FID伪影产生，则在本实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据线中包含正的DC信号数据；所述SP2序列为：使用具有180度相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据线中包含负的DC信号数据。

需要说明的是，上述只是列举了两种脉冲序列，所述SP1与SP2不限于上述的种类的脉冲序列。同时，只有在使用自旋回波类序列进行磁共振成像时，才会出现FID伪影，而DC伪影也是在磁共振信号接收子系统有直流偏置的情况下产生的。

执行步骤S20，若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值S^FID；在一个实施例中，具体地，若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID信号值S^FID。

若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值S^DC；在一个实施例中，具体地，若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述DC信号值S^DC。

当成像回波信号数据中同时存在FID和DC信号时，可以将FID和DC信号整体进行计算并且消除，但是无法单独计算与消除这两个伪影信号。因此，若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值S^FID+DC；在一个实施例中，具体地，若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID和DC信号值S^FID+DC。

执行步骤S30，利用所述FID信号值S^FID或DC信号值S^DC或FID和DC信号值S^FID+DC对成像回波信号数据S^IMG进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号P^IMG，所述成像回波信号数据S^IMG＝S^ACS+S^UNDER。

具体地，利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID得到不包括FID信号的成像回波信号P^IMG，或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^DC得到不包括DC信号的成像回波信号P^IMG，或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID+DC得到不包括FID及DC信号的成像回波信号P^IMG。

其中，sign＝-1对应正FID及DC信号，sign＝1对应负FID及DC信号。

执行步骤S40，将所述成像回波信号P^IMG进行K空间加速处理得到完整数据。

所述不包括FID和/或者DC信号的成像回波信号P^IMG进行K空间加速处理的过程包括计算出拟合系数，根据拟合系数以及邻近的已采集数据计算出未采集的数据，将采集到数据以及计算出的数据全部填充至K空间中的相位编码线，得到完整的K空间数据。

上述磁共振采集的与重建的方法，进一步还包括步骤S50，将所述P^IMG经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，经过傅里叶变换后得到图像。

图6(a)为没有采用没有去除FID伪影的原始图片；图6(b)采用相位循环法去除了FID伪影的图像，图中FID伪影已经被移至图像的边缘；图6(c)采用相位循环法以及K空间并行加速处理方法图像，图中FID伪影不但没有去除，反而出现了一对FID伪影；图6(d)采用相位循环法以及K空间并行加速处理方法采集重建之后得到的图像，图中FID伪影已经完全消除。

需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明的部分或全部可借助软件并结合必需的通用硬件平台来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可包括其上存储有机器可执行指令的一个或多个机器可读介质，这些指令在由诸如计算机、计算机网络或其他电子设备等一个或多个机器执行时可使得该一个或多个机器根据本发明的实施例来执行操作。机器可读介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等。

如图7所示，本发明还提供了一种磁共振图像采集与重建的装置，包括成像信号采集模块10、第一K空间加速处理模块11、伪影信号消除模块12、第二K空间加速处理模块13。

所述成像信号采集模块10，用于将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SP1或者SP2采集成像回波信号数据S^UNDER。

采用GRAPPA法进行所述K空间加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。

在一个实施例中，所述正负伪影为正负FID和/或DC伪影。

若基于自旋回波(SE)类成像序列进行磁共振成像，则在本实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正的FID和/或DC信号数据；所述SP2序列为：使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据。

若基于场回波(GRE)类成像序列进行磁共振成像，没有FID伪影产生，则在本实施例中，所述SP1序列为：使用具有0度相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据线中包含正的DC信号数据；所述SP2序列为：使用具有180度相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据线中包含负的DC信号数据。

需要说明的是，上述只是列举了两种脉冲序列，所述SP1与SP2不限于上述的种类的脉冲序列。同时，只有在使用自旋回波类序列进行磁共振成像时，才会产生FID伪影，而DC伪影只是在磁共振信号接收子系统有直流偏置的情况下产生的。

所述第一K空间加速处理模块11，用于若所述正负伪影为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值S^FID；若所述正负伪影为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出和/或DC信号值S^DC；若所述正负伪影信号分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值S^FID+DC。

具体地，所述第一K空间加速处理模块11用于若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式汁算出所述FID信号值S^FID；若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述DC信号值S^DC；若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍的K空间加速处理得到中间数据并通过公式 $S^{\mathrm{FID}+\mathrm{DC}}=\frac{S_{\mathrm{FID}+/\mathrm{DC}+}^{\mathrm{ACS}}-S_{\mathrm{FID}-/\mathrm{DC}-}^{\mathrm{ACS}}}{2}$ 计算出所述FID和DC信号值S^FID+DC。

伪影信号消除模块12，用于利用所述FID信号值S^FID或DC信号值S^DC或FID和DC信号值S^FID+DC对成像回波信号数据S^IMG进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据P^IMG，所述成像回波信号数据S^IMG＝S^ACS+S^UNDER。

具体地，所述伪影信号消除模块12，利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID得到不包括FID信号的成像回波信号数据P^IMG，或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^DC得到不包括DC信号的成像回波信号数据P^IMG，或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*(S^FID+S^DC)得到不包括FID及DC信号的成像回波信号数据P^IMG，其中，sign＝-1对应正FID及DC信号，sign＝1对应负FID及DC信号。

所述第二K空间加速处理模块13，用于将所述成像回波信号数据P^IMG进行K空间加速处理得到完整数据。

所述图像采集与重建装置进一步还包括：图像生成单元14，用于将所述成像回波信号数据P^IMG经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，所述完整的K空间数据经过傅里叶变换后得到图像。

与现有技术相比，本发明提供的磁共振图像采集与重建的方法及装置，使得磁共振成像系统在采集K空间数据时，采用并行加速采集方法的同时能结合使用射频脉冲相位循环法将FID和/或DC伪影彻底消除，不但实现采集的加速，同时保证FID和/或DC伪影的消除，确保图像质量。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (14)

1.一种磁共振图像采集与重建的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SP1或者SP2采集成像回波信号数据S^UNDER；

若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值S^FID；若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的回波成像数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值S^DC；若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值S^FID+DC；

利用所述FID信号值S^FID或DC信号值S^DC或FID和DC信号值S^FID+DC对成像回波信号数据S^IMG进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据P^IMG，所述成像回波信号数据S^IMG＝S^ACS+S^UNDER；

将所述成像回波信号数据P^IMG进行K空间加速处理得到完整数据。

2.如权利要求1所述的磁共振图像采集与重建的方法，其特征在于，

若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID信号值S^FID；

若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述DC信号值S^DC；

若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID和DC信号值S^FID+DC。

3.如权利要求2所述的磁共振图像采集与重建方法，其特征在于，

利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID得到不包括FID信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^DC得到不包括DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID+DC得到不包括FID及DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

其中，sign＝-1对应正FID、DC信号，sign＝1对应负FID、DC信号。

4.如权利要求1所述的磁共振图像采集与重建的方法，其特征在于，采用GRAPPA法进行所述K空间加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。

5.如权利要求4所述的磁共振成像图像采集与重建方法，其特征在于，

所述SP1序列为：使用具有0度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正FID和/或DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据。

6.如权利要求4所述的磁共振图像采集与重建方法，其特征在于，

所述SP1序列为：使用具有0度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负DC信号数据。

7.如权利要求1-6任一项所述的磁共振图像采集与重建方法，所述方法进一步还包括：

将所述P^IMG经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，所述完整的K空间数据经过傅里叶变换后得到图像。

8.一种磁共振图像采集与重建的装置，其特征在于，包括：

成像信号采集模块，用于将K空间分为全采样区和欠采样区，共需要填充N条相位编码线；在所述全采样区中，使用脉冲序列SP1与脉冲序列SP2交替采集成像回波信号数据S^ACS，所述SP1采集的成像回波信号数据中包含正伪影信号，所述SP2采集的成像回波信号数据中包含负伪影信号；同步地，在所述欠采样区中，使用所述脉冲序列SP1或者SP2采集成像回波信号数据S^UNDER；

第一K空间加速处理模块，用于若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID信号值S^FID；用于若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出DC信号值S^DC；用于若所述正负伪影信号分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行K空间加速处理，计算出FID和DC信号值S^FID+DC；

伪影信号消除模块，用于利用所述FID信号值S^FID或DC信号值S^DC或FID和DC信号值S^FID+DC对成像回波信号数据S^IMG进行处理，得到不包括FID和/或DC信号的成像回波信号数据P^IMG，所述成像回波信号数据S^IMG＝S^ACS+S^UNDER；

第二K空间加速处理模块，用于将所述成像回波信号数据P^IMG进行K空间加速处理得到完整数据。

9.如权利要求8所述的磁共振图像采集与重建的装置，其特征在于，具体地，所述第一K空间加速处理模块用于：

若所述正负伪影信号为正负FID信号，对所述全采样区中包含正负FID信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID信号值S^FID；

若所述正负伪影信号为正负DC信号，对所述全采样区中包含正负DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述DC信号值S^DC；

若所述正负伪影分别为正FID和DC信号、负FID和DC信号，对所述全采样区中包含正FID和DC信号、负FID和DC信号的成像回波信号数据分别进行2倍K空间加速处理得到中间数据并通过公式计算出所述FID和DC信号值S^FID+DC。

10.如权利要求9所述的磁共振图像采集与重建装置，其特征在于，具体地，所述伪影信号消除模块用于，

利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID得到不包括FID信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^DC得到不包括DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

或者利用公式P^IMG＝S^IMG+sign*S^FID+DC得到不包括FID及DC信号的成像回波信号数据P^IMG；

其中，sign＝-1对应正FID、DC信号，sign＝1对应负FID、DC信号。

11.如权利要求8所述的磁共振图像采集与重建的装置，其特征在于，采用GRAPPA法进行所述K空间加速处理，所述全采样区位于所述K空间的中心，包含偶数L条相位编码线；所述欠采样区含有其余的N-L条相位编码线。

12.如权利要求11所述的磁共振成像图像采集与重建装置，其特征在于，

所述SP1序列为：使用具有0度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正的FID和/或DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度相位角的90度射频脉冲激发样本，经过TE/2时间之后使用具有90度相位角的180度射频脉冲激发样本，再经过TE/2时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负FID和/或DC信号数据。

13.如权利要求11所述的磁共振图像采集与重建装置，其特征在于，

所述SP1序列为：使用具有0度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有0度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含正DC信号数据；

所述SP2序列为：使用具有180度发射相位角的射频脉冲激发样本，经过TE时间之后使用具有180度相位角的采集控制信号采集成像回波信号数据，所述成像回波信号数据中包含负DC信号数据。

14.如权利要求8-13任一项所述的磁共振图像采集与重建装置，所述装置进一步还包括：

图像生成单元，用于将所述P^IMG经过K空间加速处理之后填入K空间中的相位编码线得到完整的K空间数据，所述完整的K空间数据经过傅里叶变换后得到图像。