CN104583795B - 具有适应性键孔压缩的动态对比增强mri系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁共振成像系统(3)包括序列控制单元(18)、采样单元(26)和控制单元(24)。序列控制单元(18)控制磁共振扫描器(4)以采集来自对象的成像区域的压缩的磁共振数据。采集单元(26)基于由射频接收器接收到的磁共振信号，确定在对象的图像区域中呈现的造影剂的浓度的改变。控制单元(24)基于由采集单元(26)做出的确定，调整所采集的磁共振数据的压缩程度。

Description

具有适应性键孔压缩的动态对比增强 MRI 系统和方法
技术领域
下文总体上涉及医学成像。其具体与磁共振(MR)成像、MR血管造影和动态对比增强MR结合应用，并且将具体参考其进行描述。然而，应当理解，本申请还适用于其他使用场合，而不必限于上述应用。
背景技术
动态对比增强MR成像对对象身体中的造影剂的蔓延进行成像。在MR 系统中进行对比的造影剂被注射到对象中。随着造影剂在成像区域中移动，按序列拍摄图像，其示出随着时间在身体的系统中造影剂的移动。动态对比增强MRI对病变检测、肿瘤分期和/或生长、测量血管体积和/或渗漏、血管造影等是有用的。当造影剂移动通过感兴趣区域时，一些过程/协议是短持续时间，其能够是秒到若干分钟的有用成像信息。由于冲洗速率、毒性等，过程/协议不容易重复。
在动态对比增强MRI中的图像的空间和时间分辨率之间存在权衡。例如，当生成k-空间的许多线以重建成每幅图像时，每幅图像的空间分辨率高，但时间分辨率低。当将k-空间的若干条线被重建成每幅图像时，时间分辨率高，但空间分辨率低。
解析MR的空间和时间分辨率的一个途径涉及k-空间的共享。MR扫描器通常以固定速率采集磁共振信号或数据。通过共享k-空间并且使k-空间的中心和外周部分交错，对于每幅重建图像并非k-空间的所有部分需要被重新采集。对于每幅图像能够重新采集k-空间的中心部分或键孔，以及较不频繁地重新采集外部或外周部分。通过交错能够在图像重建之间重新使用或共享k-空间的外周部分，其利用中心k-空间部分提供必要时间分辨率。共享k-空间的外周部分提供一些空间分辨率，并且提高图像之间的时间。时间分辨率利用以更大的频率或压缩时间的连续图像示出了造影剂的进展或移动。被采样的k-空间的外周部分越大，图像越详细，而频率越小。在时间分辨率的约束之内，期望使空间分辨率最大化。当前，一些MR系统提供参数，诸如压缩百分比，其被固定并且确定中心k-空间的采样速率，或图像的时间压缩和频率，或用于成像序列的速度。通常，参数(其可以由健康护理从业人员选择)是基于先前经验、协议、患者特征、感兴趣区域、成像系统、局部变化等由健康护理从业人员的判断，以便通过键孔或中心k-空间采样提供在空间分辨率和时间分辨率之间的最佳平衡。
发明内容
下文公开了新的和改进的适应性键孔压缩，其解决了以上提到的问题和其他问题。
根据本发明的一个方面，磁共振成像系统包括序列控制单元、采样单元和控制单元。所述序列控制单元控制磁共振扫描器以采集来自对象的成像区域的压缩的磁共振数据。所述采样单元基于由射频接收器接收到的磁共振信号，确定在对象的图像区域中呈现的造影剂的浓度的改变。所述控制单元基于由采样单元做出的确定，调整所采集的磁共振数据的压缩程度。
根据本发明的另一方面，一种利用造影剂的磁共振成像的方法包括采集来自对象的成像区域的压缩的磁共振数据。基于所采集的磁共振数据，确定在对象的图像区域中呈现的造影剂的浓度的改变。基于所确定的造影剂的浓度的改变，调整采集磁共振数据的压缩程度。
例如，采集压缩磁共振数据能够包括对k-空间的中心区域进行完全采样和对k-空间的外周区域进行部分采样。调整压缩程度能够包括调整被完全采样的k-空间的比例。所述确定能够包括确定k-空间的一个或多个中心数据线的改变的速率。也可能调整压缩程度包括响应于确定造影剂的浓度的改变速率的增加而减小k-空间的中心部分的尺寸浓度的改变。范例性方法也能够包括重建对象的成像区域的一系列图像，当采样单元确定造影剂的浓度的改变的更快改变时，所述图像具有更高的时间分辨率和更低的空间分辨率，并且当采样单元确定造影剂的浓度的更慢改变时，所述图像具有更低的时间分辨率和更高的空间分辨率。
而且，根据本发明的另一方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，其承载控制一个或多个电子数据处理设备的软件，以执行本文提供的范例性方法。
而且，根据本发明的另一方面，提供一种电子数据处理设备，其被配置成为执行本文提供的范例性方法。
根据本发明的又一方面，一种磁共振成像系统包括数据采集单元、重建单元和控制单元。数据采集单元在注射造影剂的对象的图像区域中激励共振，数据采集单元备选地(a)对k-空间的中心区域进行完全采样，以及 (b)对k-空间的外周区域进行部分采样。重建单元将k-空间的每个中心区域和k-空间的先前和随后外周区域重建为一系列重建图像。控制单元控制采集单元，以基于由采样单元确定的造影剂的浓度的改变，增加或减小k- 空间的完全采样的中心区域，以适应性地(a)增加该系列重建图像的时间分辨率和减小空间分辨率，以及(b)增加空间分辨率和减小时间分辨率。
一个优点是基于观察的数据使动态对比图像的空间和时间分辨率平衡。
另一优点在于通过将造影剂的改变与中心k-空间的采样中的对应改变进行匹配从而提高时间分辨率。
另一优点在于，当造影剂不存在或不改变时，利用非中心k-空间的采样提高空间分辨率。
另一优点在于现有硬件、软件和协议的使用。
本领域的普通技术人员在阅读和理解以下详细描述的基础上将认识到其他优点。
本发明可以采取各种部件和部件的布置以及各种处理操作和处理操作安排的形式。附图仅用于图示说明优选实施例的目的，而不应被解释为限制本发明。
附图说明
图1图解式地图示了使用适应性键孔压缩或共享k-空间的重建的范例。
图2示意性地图示了利用适应性键孔压缩的磁共振系统的一个实施例。
图3图示了范例性K0强度对时间的绘图。
图4以流程图示了使用适应性键孔压缩的一个实施方法。
具体实施方式
参考图1，图解式地图示了使用适应性键孔压缩或共享k-空间的重建的范例。K-空间被划分成中心部分或键孔和外周部分。所述划分能够进一步被划分成更精细的描绘。k-空间划分的几何结构能够被选择和可视化为同心几何形状、网格格式或组合。能够改变采样的顺序。在图示范例中，交替地对中心部分和一半的外周部分进行采样。在示出的范例中，k-空间被划分成三个部分：中心、外周和参考或远外周。对中心区域C进行完全采样。外周部分的采样可以包括外周k-空间的仅仅某些部分，例如，交替的对半或少于一半的部分。例如，采样可以在k-空间的近外周部分和远外周部分之间交替，交替数据线，比远部分更频繁地对近部分进行采样等。通过将中心k-空间数据与先前和后续采样的外周区域进行组合，提供k-空间的大体完整采样。
在范例中的k-空间的共享包括采样外周k-空间P的交错。范例示出了与中心k-空间C的采样交替的外周k-空间的采样，并且以参考或更多外周部分k-空间参考的采样结束。示出了三幅动态图像，其根据一个采样中心 k-空间部分以及两个采样和共享外周k-空间部分中的每个进行重建。外周 k-空间部分与先前和后续图像共享。重建的每幅图像(被示为Dyn 1、Dyn 2 和Dyn 3)能够被表示为根据采样序列P-C-P重建，P表示外周k-空间采样，以及C表示中心k-空间采样。三幅图像序列能够被表示为 P-C-P—P-C-P—P-C-P，其利用键孔共享压缩成P-C-P-C-P-C-P，其中，在图像之间共享P。
k-空间的共享量或通过共享k-空间的时间的压缩量能够被表示为变量或参数。例如，在采样序列中，P’-P”-C-P”-P’通过仅仅共享P’能够得到压缩，或通过共享P’和P”得到进一步压缩，其中，P’和P”是外周k-空间P 的不同部分。压缩越进一步，时间分辨率越高。当不共享外周k-空间部分时，变量能够是零值或无压缩。变量能够延伸，并且在共享所有或最大数的k-空间的外周部分时包括100％。最大数能够被设置为包括最小量的外周 k-空间采样，以便提供最小量的空间分辨率。
不同于先前系统，动态地调整k-空间的中心部分C和k-空间的外周部分P的相对尺寸。更具体地，当造影剂快速移动时，减少k-空间的中心部分C的尺寸以获得更高的时间分辨率，以及当图像数据中具有少许改变时，增加k-空间的中心部分C的尺寸以获得更好的空间分辨率。模块、处理器或其他器件1监测图像数据中的改变速率。在一个实施例中，模块、处理器或其他器件1比较k-空间的中心部分，具体为中心或k＝0数据线，在k- 空间采集的每个中心部分，来确定其如何快速改变。基于改变的速率，数据采集控制模块、处理器或其他器件2调整在后续采集中k-空间的中心部分C的尺寸。
在一个实施例中，对中心部分C进行完全采样，并且对外周部分P进行欠采样。中心正在改变的速率控制被完全采样和欠采样的k-空间的相对比例以及欠采样的程度。复共轭k-空间数据能够用于更快的时间分辨率。
图2示意性地图示了具有适应性键孔压缩的磁共振系统的一个实施例。系统3包括在横截面视图中示出的磁共振扫描器4，诸如水平孔径扫描器、开放系统或c-型扫描器等。扫描器包括开口6或孔径，所述开口6或孔径定义检查区域，对象8被放置在所述检查区域用于光谱和/或成像检查。MR 扫描器4包括主磁体10、一个或多个射频(RF)线圈12和一个或多个梯度线圈14。主磁体10生成静B0场16，诸如垂直主磁场或水平主磁场。
系统3包括序列控制器18，其控制成像序列的操作；RF发射器单元 20，其控制RF线圈12的操作；以及，梯度控制器22，其控制梯度线圈14 的操作。控制单元和对应线圈之间的通信能够是无线或有线的。RF线圈12 生成射频脉冲，其在对象8的组织中激励和操纵共振。RF线圈12能够包括全身线圈和/或局部线圈，诸如躯干线圈、头部线圈、手部线圈、膝部线圈、前列腺线圈等。一个或多个梯度线圈10生成穿过静磁场的梯度磁场，并且对感应共振、感应梯度回波等进行空间编码。序列控制器18配置RF 线圈和梯度线圈，以在笛卡尔坐标中沿着螺旋轨迹例如径向地对k-空间进行采样等。基于来自采样单元26的信息和k-空间采样的顺序，由压缩控制单元24确定要被采样的k-空间的具体部分和序列。来自采样单元26的信息包括对造影剂的浓度和/或造影剂的浓度的改变的测量。
系统3包括RF接收器单元28，其接收磁共振(MR)信号。当共振在对象的组织中衰减时，通过射频天线(诸如RF线圈12)接收弱射频信号或磁共振信号，并且将其发射到RF接收器单元28。采样单元26对接收到的MR信号进行采样。在注射造影剂之前，诸如通过生成造影剂自由基线或参考图像来建立基线。基线能够包括被测信号，诸如K0信号强度。在注射造影剂之后，采样继续生成例如以ciné模式的一系列图像，描绘在解剖组织中造影剂分布的演变。采样的MR信号包括通常具有零相位编码的k- 空间的中心部分C，其包括并且邻接中心数据线K0。造影剂产生强MR信号。来自造影剂的强MR信号与解剖区域形成对比，通常在解剖图像中或明或暗地显示造影剂。采样单元26提供关于改变的信息，具体地基于k- 空间数据的中心部分(具体为最中心数据K0)的改变的造影剂的分布的改变速率。压缩控制单元基于k-空间的中心部分(具体为K0)的改变速率，调整k-空间的采样顺序，以扩大k-空间的中心部分以获得高空间分辨率，而减少k-空间的中心部分的尺寸以获得更高时间分辨率。通过减少在外周区域中收集的数据量(即，更稀疏地收集外周数据)能够进一步提高时间分辨率。重建单元30(诸如处理器)接收来自RF接收器28的RF数据或 MR信号，并且根据接收到的数据重建一系列对比增强图像。
所述系统包括工作站32，其包括用户接口。工作站32包括电子处理器或电子处理设备34、显示器36，其显示重建的图像、菜单、面板和用户控件，以及至少一个输入设备38，其输入健康护理从业人员的选择。工作站 32能够是台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、移动计算设备、智能手机等。输入设备能够是键盘、鼠标、麦克风等。
由电子数据处理设备(诸如工作站32的电子处理器或电子处理设备 34)或由通过网络与工作站32操作地连接的基于网络的服务器计算机等适当体现各个单元或控制器18、22、24、26、30。此外，公开的采样和压缩技术适当地被实施为非暂态存储介质，其存储可由电子数据处理设备读取和可由电子数据处理设备执行的指令(例如，软件)，以执行公开的k-空间共享、时间压缩和采样技术。
如本文所使用的‘计算机可读存储介质’涵盖可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的任何有形存储介质。所述计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非暂态存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还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范例包括，但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪存、USB拇指驱动器、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。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字通用光盘(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指能够由计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录媒介。例如，可以在调制解调器上、在因特网上或在局域网上检索数据。对计算机可读存储介质的引用应当被解读为可能是多个计算机可读存储介质。一个或多个程序的各种可执行部分可以被存储在不同位置中。例如，所述计算机可读存储介质可以是相同计算机系统内的多个计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质还可以是分布于多个计算机系统或计算设备中的计算机可读存储介质。
‘计算机存储器’或‘存储器’是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是可由处理器直接访问的任何存储器。计算机存储器的范例包括，但不限于：RAM存储器、寄存器以及寄存器文件。对‘计算机存储器’或‘存储器’的引用应当被解读为可能是多个存储器。例如，所述存储器可以是相同计算机系统内的多个存储器。所述存储器还可以是分布于多个计算机系统或计算设备中的多个存储器。
‘计算机存储设备’或‘存储设备’是计算机可读存储介质的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。计算机存储设备的范例包括，但不限于：硬盘驱动器、USB拇指驱动器、软盘驱动器、智能卡、DVD、CD-ROM以及固态硬盘驱动器。在一些实施例中，计算机存储设备还可以是计算机存储器，反之亦然。对‘计算机存储设备’或‘存储设备’的引用应当被解读为可能是多个存储设备。例如，所述存储设备可以是相同计算机系统或计算设备内的多个存储设备。所述存储设备还可以是分布于多个计算机系统或计算设备中的多个存储设备。
如本文所使用的‘处理器’涵盖能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为可能包含超过一个处理器或处理核。例如，处理器可以是多核处理器。处理器还可以指处于单个计算机系统内或分布于多个计算机系统中的处理器的集合。术语计算设备还应当被解读为可能是指计算设备的集合或网络，每个计算设备包括一个或多个处理器。许多程序具有其由多个处理器执行的指令，所述多个处理器可以处于相同计算设备内或者所述多个处理器甚至可以跨多个计算设备分布。
如本文所使用的‘用户接口’是允许用户或操作员与计算机或计算机系统交互的接口。也可以将‘用户接口’称为‘人机接口设备’。用户接口可以将信息或数据提供给操作员和/或接收来自操作员的信息或数据。用户接口可以使来自操作员的输入能够由计算机接收，并且可以将来自计算机的输出提供给用户。换言之，用户接口可以允许操作员控制或操纵计算机，并且接口可以允许计算机指示操作员控制或操纵的效果。在显示器或图形用户界面上的数据或信息的显示是将信息提供给操作员的范例。通过键盘、鼠标、追踪球、触摸板、指示杆、图形输入板、控制杆、游戏手柄、网络摄像头、耳机、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、远程控制和加速度计的数据的接收是实现接收来自操作员的信息或数据的用户接口部件的所有范例。
如本文所使用的‘显示器’或‘显示设备’涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉数据、音频数据和/或触觉数据。显示器的范例包括，但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED) 显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器 (LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影仪以及头戴式显示器。
在本文中磁共振(MR)数据被定义为是在磁共振成像扫描期间通过磁共振装置的天线由原子自旋发射的射频信号的记录测量结果。在本文中磁共振成像(MRI)图像被定义为是被包含在磁共振成像数据内的解剖数据的重建的二维或三维可视化。使用计算机能够执行所述可视化。
在图3中，图示了范例性中心线K0强度对时间的绘图。根据来自k-空间的中心部分的采样信号确定K0强度，或者根据来自k-空间的中心部分的采样信号确定平均强度。所述绘图图示了由采样单元26处理的信息。菱形点表示基于信号强度测量的采样点。绘图示出了初始时期40，其中，K0信号为低，并且能够建立阈值。备选地，能够使用改变的固定量或相对量。这时，系统在最小压缩或无压缩的情况下进行操作。通过使完全采样k-空间的量最大化，即，使k-空间的中心部分C的尺寸最大化，从而使空间分辨率最大化。在注射造影剂之后，当造影剂移动通过对象的组织时，K0信号增加42指示造影剂的浓度或浓度的改变的增加。如参考图1所描述的，当造影剂的浓度增加时，压缩控制单元24对应地减小被分配给k-空间的中心部分C以进行完全采样的k-空间的比例。被完全采样的k-空间的部分(即，中心k-空间的尺寸)的减小提高了时间分辨率。备选地，分步量能够用于控制键孔压缩或中心k-空间采样、曲线拟合、以及用于计算中心k-空间的采样的改变等。基于信号强度和计算的其改变速率以及因此通过序列控制器18由压缩控制单元24修改的中心k-空间的采样，重复地对造影剂的浓度进行采样。利用在中心k-空间的采样的改变或键孔压缩，系统适于通过增加时间分辨率来增加造影剂浓度。这消除了健康护理从业人员的猜测，即使当正在监测造影剂时，系统具有关于适当设置的用户参数。
当K0信号的改变速率开始随着造影剂的扩散而稳定时，高时间分辨率变得不重要，并且能够增加中心区域k-空间，以在损害时间分辨率的情况下提高空间分辨率。在结束时期44中，造影剂被扩散，并且在阈值之内保持恒定。在冲洗时期46期间以及在摄取时期42期间，高时间分辨率会是重要的。例如，成像序列可聚焦于渗漏，并且因此结束时期能够包括高时间分辨率以识别改变。备选地，初始扩散能够是结束时期所要求的初始聚焦和空间分辨率。作为另一范例，对于诊断一些类型的肿瘤，组织摄取与造影剂相关联的葡萄糖的速率和组织燃烧葡萄糖以及造影剂冲洗的速率两者会是重要的。系统能够根据来自健康护理从业人员的协议或信息来确定执行哪个选项。
图4以流程图示了使用适应性键孔压缩的一个体现方法。在步骤50中，建立基线。基线能够包括分配值，和/或包括k-空间的采样或中心k-空间的采样，诸如K0。中心k-空间的采样能够包括在采样的中心k-空间上和/或随着时间的接收到的MR信号的统计测量。k-空间的初始采样算法被配置具有压缩控制单元24，并且与序列控制单元18进行通信。k-空间的采样能够包括默认算法或顺序。在步骤52中，将造影剂被注射进所述对象，以对比在感兴趣区域中的移动。
在步骤54中，采集MR数据。序列控制器控制RF发射器20和梯度控制22，以操作RF线圈和梯度线圈来在对象的组织中激励和重新聚焦共振。梯度场和RF脉冲的应用确定k-空间的采样。通过RF接收器28采集MR 数据。在步骤56中，通过采样单元26针对造影剂对接收到的MR数据进行采样。例如，采样单元能够评估在k-空间中K0的信号强度。采样单元基于采样的MR数据确定造影剂的浓度或浓度的改变。
在步骤58中，做出是否调整键孔压缩或k-空间的中心部分的尺寸的决策，基于由采样单元确定的造影剂的浓度或浓度的改变对所述k-空间的中心部分进行采样。所述决策能够包括满足造影剂和/或随着时间的造影剂的浓度的改变的阈值量。在步骤60中，如果做出了调整键孔压缩的决策，则对k-空间的采样顺序做出改变。通过压缩控制单元24对k-空间的中心部分的采样做出改变。对k-空间的采样顺序的改变或键孔压缩算法能够包括被采样的造影剂的浓度的改变的函数。所述函数能够包括分步函数、拟合曲线、比例函数等。所述函数能够包括最大速率并且在预定时期内延伸，或操作为随造影剂的浓度的增加/减小浮动。例如在分步模式中，造影剂每增加20％则致中心k-空间的部分的尺寸减小20％，即，减小了k-空间的完全采样的中心部分C，并且增加了欠采样的外周部分。这导致时间分辨率和在图像重建中的速度的相应增加。在另一范例中，当ΔK0/Δt接近零时，造影剂浓度的稳定性导致k-空间的中心部分的尺寸的对应增加，和/或对k-空间的更多外周部分的进行完全或更完全采样。
在每次采样之后，在步骤62中，重建图像。所述重建使用来自k-空间的中心部分C和k-空间的外周部分P的先前和随后补充 (complimentary-complementary)采样以及k-空间的参考部分Ref的数据来重建每幅图像。决策步骤64确定是否重复采集数据、造影剂的采样、调整 k-空间的采样顺序和重建图像的处理。所述处理能够继续，直到由健康护理从业人员通过用户输入终止，直到造影剂的所有或选定部分冲洗掉等。
应认识到，结合本文呈现的特定图示性实施例，某些结构和/或功能特征被描述为并入所定义的元件和/或部件中。然而，可以预见的是，为了相同或类似的益处，这些特征也可以在适当情况下以其他方式被并入到其他元件和/或部件中。还应认识到，可以适当地有选择地采用范例性实施例的不同方面，以实现适于期望应用的其他备选实施例，从而其他备选实施例实现了并入其中的这些方面的各自优点。
还应认识到，本文描述的特定元件或部件可以具有经由硬件、软件、固件或其组合适当地实施的其功能。额外地，应认识到，在本文中被描述为包含在一起的特定元件在适当情况下可以是独立元件或以其他方式被分开。类似地，被描述为由一个特定元件实现的多个特定功能可以由独立作用以实现个体功能的多个不同元件来实现，或者某些个体功能可以被分开并由协同作用的多个不同元件来实现。备选地，在适当情况下可以以其他方式对本文中描述和/或示出为彼此不同的一些元件或部件进行物理地或功能地组合。
简言之，已经参考优选实施例阐述了本说明书。明显地，其他人在阅读并理解本说明书后可以进行修改和变化。旨在将本发明解释为包括所有这样的修改和变化，只要它们落入权利要求书或其等价方案的范围内。也就是说，将认识到，以上公开的各方面与其他特征和功能或其备选可以按期望组合到许多其他不同的系统或应用中，并且，本领域技术人员随后可以做出类似地旨在由权利要求书包含的各种当前未预见到或未预料到的其中的备选、修改、变型或改进。

Claims (14)

1.一种磁共振成像系统(3)，包括：
磁共振扫描器(4)，其从对象的成像区域采集压缩的磁共振数据，造影剂已经被注入所述成像区域，
序列控制单元(18)，其控制所述磁共振扫描器(4)以通过对k-空间的中心区域进行完全采样并对k-空间的外周区域进行部分采样来采集所述压缩的磁共振数据；
采样单元(1、26)，其根据所述磁共振数据来确定在所述对象的所述成像区域中的所述造影剂的浓度的改变；以及
控制单元(2、24)，其通过基于由所述采样单元(26)确定的所述造影剂的浓度的改变调整被完全采样的k-空间的比例来调整所采集的磁共振数据的压缩程度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制单元(24)控制所述序列控制单元(18)以调整被完全采样的k-空间的比例。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统，其中，所述采样单元(26)确定k-空间的一个或多个中心数据线的改变的速率。
4.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，其中，所述采样单元(26)确定在连续中心k-空间(K0)强度之间的差。
5.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，其中，所述控制单元(24)响应于所述造影剂的所述浓度的改变速率的增加而调整梯度场，以减小k-空间的所述中心区域并且增加k-空间的所述外周区域，并且响应于所述造影剂的所述浓度的所述改变速率的减小而调整所述梯度场，以增加k-空间的所述中心区域并且减小k-空间的所述外周区域。
6.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，其中，所述控制单元(24)响应于所述采样单元(26)确定所述造影剂的所述浓度的改变速率的增加而减小对k-空间进行采样的完整性。
7.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，其中，中心k-空间与外周k-空间的部分的采样顺序是响应于所述造影剂的所述浓度的改变而改变的。
8.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，其中，k-空间的外周区域的采样的频率是响应于所述造影剂的所述浓度的所述改变而改变的。
9.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，其中，中心k-空间中的数据线的数量是响应于在所述造影剂的浓度的初始阈值被超过之后所述造影剂的所述浓度的改变而改变的。
10.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，还包括：
重建处理器(30)，其重建所述对象的所述成像区域的一系列图像，当所述采样单元(26)确定所述造影剂的所述浓度的所述改变的更快改变时，所述图像具有更高的时间分辨率和更低的空间分辨率，并且当所述采样单元确定所述造影剂的所述浓度的更慢改变时，所述图像具有更低的时间分辨率和更高的空间分辨率。
11.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(3)，其中：
所述控制单元(2、24)被配置为基于由所述采样单元(1、26)确定的所述造影剂的浓度的所述改变来增加或减小k-空间的所完全采样的中心区域，以适应性地(a)增加一系列重建图像的时间分辨率并且减小空间分辨率，或者(b)增加一系列重建图像的空间分辨率并且减小时间分辨率。
12.一种利用造影剂的磁共振成像的方法，包括：
通过对k-空间的中心区域进行完全采样并对k-空间的外周区域进行部分采样来采集(54)来自对象的成像区域的压缩的磁共振数据；
基于采集的磁共振数据来确定(56)在所述对象的所述成像区域中呈现的造影剂的浓度的改变；以及
通过基于所确定的所述造影剂的浓度的改变调整被完全采样的k-空间的比例来调整(60)所采集的磁共振数据的压缩程度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定(56)包括确定k-空间的一个或多个中心数据线的改变速率，并且其中，调整(60)所述压缩程度包括响应于确定所述造影剂的所述浓度的改变速率的增加而减小k-空间的所述中心区域的尺寸，所述方法还包括：
重建(62)所述对象的所述成像区域的一系列图像，当所述造影剂的所述浓度的所述改变被确定为更快地改变时，所述图像具有更高的时间分辨率和更低的空间分辨率，并且当所述造影剂的所述浓度被确定为更慢地改变时，所述图像具有更低的时间分辨率和更高的空间分辨率。
14.一种计算机可读存储介质，其存储有指令，当所述指令被运行时使得根据权利要求12所述的方法的步骤被执行。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3049799A1 (fr) * 2016-03-29 2017-10-06 Georges Samake Compression d'images, de sequences d'images et de videos a l'aide de la transformation de fourier rapide et de methodes unidimensionnelles
DE102017211677A1 (de) * 2017-07-07 2019-01-10 Siemens Healthcare Gmbh Bewegungsabhängige Rekonstruktion von Magnetresonanzabbildungen
CN107576924B (zh) * 2017-08-07 2019-10-11 上海东软医疗科技有限公司 一种磁共振动态成像方法和装置
US10802096B2 (en) * 2017-12-26 2020-10-13 Uih America, Inc. Methods and systems for magnetic resonance imaging
EP3598162A1 (en) * 2018-07-19 2020-01-22 Siemens Healthcare GmbH Magnetic resonance method and apparatus for suppressing metal artifacts
JP7509546B2 (ja) 2020-02-12 2024-07-02 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 画像再構成装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7235972B2 (en) * 2002-05-15 2007-06-26 Forschungszentrum Julich Gmbh Keyhole echo-planar imaging with double (T1 and T2*) contrast (DC-EPIC)
CN101166988A (zh) * 2005-04-26 2008-04-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 改进对mri对比增强的检测的方法和设备
CN101636663A (zh) * 2007-03-19 2010-01-27 皇家飞利浦电子股份有限公司 磁共振设备和方法
CN101856228A (zh) * 2009-04-03 2010-10-13 株式会社东芝 磁共振成像装置
CN102573625A (zh) * 2010-10-13 2012-07-11 株式会社东芝 磁共振成像装置、磁共振成像方法及图像显示装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5881728A (en) * 1996-07-26 1999-03-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Digital subtraction magnetic resonance angiography with image artifact suppression
NO311111B1 (no) * 1998-04-03 2001-10-08 Geir H Soerland Metode for bestemmelse av mengden av fett og vann i en biologisk pröve
US6381486B1 (en) * 1999-01-08 2002-04-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Magnetic resonance angiography with vessel segmentation
US6147492A (en) * 1998-10-28 2000-11-14 Toshiba America Mri, Inc. Quantitative MR imaging of water and fat using a quadruple-echo sequence
US6195579B1 (en) * 1998-12-18 2001-02-27 Wisconsin Alumni Research Foundation Contrast detection and guided reconstruction in contrast-enhanced magnetic resonance angiography
JP3952247B2 (ja) * 1999-12-08 2007-08-01 株式会社日立メディコ 核磁気共鳴撮影装置
EP1265527A2 (en) * 2000-03-13 2002-12-18 Medi-Physics, Inc. Diagnostic procedures using direct injection of gaseous hyperpolarized ?129 xe and associated systems and products
JP2003528665A (ja) 2000-03-27 2003-09-30 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 時間依存性のコントラストを撮像する磁気共鳴撮像方法
US6639211B1 (en) * 2000-11-22 2003-10-28 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Contrast-enhanced MRA including an effective zero-latency method of bolus detection
JP3847554B2 (ja) * 2000-12-04 2006-11-22 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
DE10132274B4 (de) * 2001-07-04 2004-01-15 Siemens Ag Trennung von Fett- und Wasserbildern durch das Zwei-Punkt-Dixon-Verfahren unter Berücksichtigung einer integrierten 3D-Feld-Messung zur Aufnahme einer Karte der Grundfeldinhomogenität
JP2006075380A (ja) * 2004-09-10 2006-03-23 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ｍｒ画像生成方法およびｍｒｉ装置
RU2308709C1 (ru) * 2006-02-26 2007-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Способ определения содержания жира в маргарине
WO2009047690A2 (en) 2007-10-09 2009-04-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Segmented multi-shot mri involving magnetization preparation
JP2009119111A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 造影剤撮影装置及び造影撮影システム
US7688068B2 (en) * 2008-05-06 2010-03-30 General Electric Company System and method for using parallel imaging with compressed sensing
JP2010051369A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7235972B2 (en) * 2002-05-15 2007-06-26 Forschungszentrum Julich Gmbh Keyhole echo-planar imaging with double (T1 and T2*) contrast (DC-EPIC)
CN101166988A (zh) * 2005-04-26 2008-04-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 改进对mri对比增强的检测的方法和设备
CN101636663A (zh) * 2007-03-19 2010-01-27 皇家飞利浦电子股份有限公司 磁共振设备和方法
CN101856228A (zh) * 2009-04-03 2010-10-13 株式会社东芝 磁共振成像装置
CN102573625A (zh) * 2010-10-13 2012-07-11 株式会社东芝 磁共振成像装置、磁共振成像方法及图像显示装置

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