CN105022009B - 采集二维体积片段的磁共振数据的方法以及磁共振设备 - Google Patents

采集二维体积片段的磁共振数据的方法以及磁共振设备 Download PDF

Info

Publication number
CN105022009B
CN105022009B CN201510271607.8A CN201510271607A CN105022009B CN 105022009 B CN105022009 B CN 105022009B CN 201510271607 A CN201510271607 A CN 201510271607A CN 105022009 B CN105022009 B CN 105022009B
Authority
CN
China
Prior art keywords
point
sampled
straight line
center
original data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510271607.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105022009A (zh
Inventor
D·格罗茨基
B·海斯曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN105022009A publication Critical patent/CN105022009A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105022009B publication Critical patent/CN105022009B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4818—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
    • G01R33/4824—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a non-Cartesian trajectory
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4818—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
    • G01R33/482—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a Cartesian trajectory
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5611—Parallel magnetic resonance imaging, e.g. sensitivity encoding [SENSE], simultaneous acquisition of spatial harmonics [SMASH], unaliasing by Fourier encoding of the overlaps using the temporal dimension [UNFOLD], k-t-broad-use linear acquisition speed-up technique [k-t-BLAST], k-t-SENSE

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于借助磁共振设备(5)来采集检查对象(O)的预先确定的二维体积片段的MR数据的方法。第一方法包含以下步骤：基于随机地确定在原始数据空间中待采样的点(32)，从而当仅采样确定的待采样的点(32)时，对原始数据空间进行欠采样；借助磁共振设备(5)来采集确定的待采样的点(32)的MR数据。第二方法包含以下步骤：根据径向地或螺旋形地延伸的、从原始数据空间的中心(33)开始的轨迹(31)，来确定在原始数据空间内的待采样的点(32)；将每个确定的待采样的点(32)移至FFT栅格点；借助磁共振设备(5)来采集确定的待采样的点(32)的MR数据。

Description

采集二维体积片段的磁共振数据的方法以及磁共振设备
技术领域
本发明涉及一种用于确定原始数据空间中的点(也就是，K空间点)和用于采集关于该点的MR数据的方法以及相应构造的磁共振设备。
背景技术
患者测量的加速是临床MR成像的中心课题。拍摄速度在此不仅决定性地影响各个磁共振设备的性能，而且还决定单个患者必须停留在磁共振设备中多长时间。
尽管近来在三维体积片段的采集中实现了关于拍摄速度的加速，但是现有技术中在二维体积片段或层的采集中并不存在类似的关于拍摄速度的加速。也就是说，尽管公知的方法提供用于三维MR序列的加速，但是对于经典的静态二维MR截面成像(其构成所建立的MR图像的大约90％)并不存在相应的加速措施。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，加速采集二维体积片段的MR数据。
按照本发明，通过根据本发明所述的用于采集MR数据的方法，通过根据本发明所述的磁共振设备，通过根据本发明所述的计算机程序产品并且通过根据本发明所述的电子可读的数据载体，来解决该技术问题。从属权利要求定义本发明的优选且有利的实施方式。
在本发明的范围内，提供一种借助磁共振设备采集在检查对象内部的预先确定的二维体积片段或预先确定的层的MR数据的方法。在此，本方法包含以下步骤：
·随机确定待采样的K空间点。在此，当仅采样确定的待采样的K空间点时，与二维体积片段或层相对应的K空间被欠采样。
·借助磁共振设备来采集在先前的步骤中确定的待采样的K空间点的MR数据。
·可选地，还可以补充这样的步骤，在该步骤中例如依据所采集的MR数据重建MR图像。
通过欠采样二维K空间，使得相对于其中完全采样K空间的公知方法而言，实质上采样更少的K空间点，由此可以有利地相应加速MR数据的采样或采集。仿真和试验表明，只要省略的(未采样的)K空间点被随机地分布，就可以根据所采集的MR数据无伪影地重建体积片段的MR图像。换言之，如果随机地分布采样的K空间点，那么尽管欠采样，所采样的K空间点的MR数据仍包含相应的图像信息。这甚至适用于大的例如2至2.5的欠采样率，其中所采样的K空间点仅包含实际位于K空间中的潜在测量点或K空间点的50％至40％。试验表明，即使在这样的欠采样率的情况下，临床上也能实现(与根据完全采样的MR数据所重建的MR图像相比而言)相同的图像质量。
如果通过角度和与K空间中心之间的距离来定义极坐标中的每个K空间点，所述角度通过由K空间中心和每个K空间点所定义的直线和穿过K空间中心延伸的轴所包围，那么，对待采样的K空间点的随机确定的前提条件是，待采样的K空间点的随着角度保持恒定的密度以及待采样的K空间点的随着与K空间中心之间的距离而减少的密度。
换言之，有利地这样确定待采样的K空间点，使得在极坐标中K空间点的密度随着角度平均地保持恒定，并且距离越大则随着距离平均地减小。换言之，特定的K空间点与K空间中心之间的距离越小，则该K空间点属于待采样K空间点的范围的概率就有利地越大。相反地，对于与K空间中心之间具有相同距离但不同角度的K空间点而言，属于待采样的K空间点的范围的概率是相同的，原因在于，各个K空间点属于待采样的K空间点的范围的概率有利地不依赖于各个角度。
如果按照本发明在弧方向上存在K空间点的基本上均匀的伪随机分布，而在径向上力求规定的随着与K空间中心之间的距离而减少的伪随机分布(例如，以系数1/rx减少的分布，其中，r是距离，x是在1和3之间的值)，那么，仿真和试验显示非常好且稳健的二维采样，甚至即使在大的欠采样率的情况下在重建的MR图像中也不出现伪影。然后，通过前面描述的待采样的K空间点的伪随机分布，来满足省略的(未采样的)K空间点的随机分布的原理性要求。
根据优选的按照本发明的实施方式，借助径向地或螺旋形地延伸的、从K空间中心开始的轨迹，来实施待采样的K空间点的随机确定。在此，参考该轨迹来确定待采样的K空间点。
例如可以在考虑前面所描述的随机分布的情况下将待采样的K空间点布置在径向地或螺旋形地延伸的轨迹上。
螺旋形的轨迹的重要特性是螺距其表示各个螺旋或轨迹的两个相邻的旋转之间的距离。在无穷大的螺距的情况下，螺旋形的轨迹退化为径向轨迹。在真正的螺旋形延伸的轨迹的情况下，应当不过大地选择螺距。例如，可以这样选择螺距，使得各个螺旋或轨迹在一次旋转之后就已碰撞到K空间的边缘。
根据优选的按照本发明的实施方式，为了随机确定待采样的K空间点，在第一步骤中，基于径向地或螺旋形地延伸的轨迹，确定在轨迹上的中间点。如果根据与K空间中心有关的极坐标来定义这些中间点中的每一个，那么可以通过下面的等式(1)基于相关中间点的角度来确定待采样的K空间点的角度
在此，ZW对应于随机的角度，将其施加于中间点的角度上。与K空间中心之间的距离保持不变，从而在待采样的K空间点的情况下的该距离对应于在相应中间点情况下的距离。
根据该实施方式，可以维持待采样的K空间点的预先给定的分布密度，方法是，与该分布密度相对应地将中间点放置在轨迹上。从中间点出发，根据随机角度ZW的大小，在方向上跳跃地移动待采样的K空间点。如果随机角度具有0°的平均值，那么这样确定的待采样的K空间点也(平均地)具有预先给定的分布密度。
试验已经表明，位于螺旋上的(也就是不相对于该螺旋被移动)的待采样的K空间点，比随机地相对于螺旋被移动的待采样K空间点具有更差的分布。
按照本发明，存在两种不同的变型：
·根据第一变型，相同的K空间点可以多次被确定为待采样的K空间点，并且由此被采样。
·根据第二变型，相同的K空间点不能被多次地采样，从而每个K空间点最多仅被采样一次。
恰好在K空间中心附近的K空间范围内，通过(多次采样相同的K空间点的)第一变型原则上可以比借助第二变型采样更多的K空间点。由此，可以有利地提升信噪比。
根据另一种按照本发明的实施方式，在采集MR数据之前，以特定的顺序排列待采样的K空间点。在此，这样选择该顺序，使得在两个按照该顺序相继地待采样的K空间点之间的距离尽可能地小。
通过在以优化的顺序采集用于K空间点的MR数据之前以优化的顺序排列前面确定的待采样的K空间点，可以使在采集MR数据的情况下磁场梯度的改变优选保持为小的。由此，可以有利地避免磁场梯度的跳跃改变，所述跳跃改变会导致强烈的噪声发展。
在MR成像中，术语“轨迹”通常被理解为线条，待采集的K空间点位于所述线条上。在上文中，术语“轨迹”也被理解为一种基准线(Ausgangslinie)，基于所述基准线来确定待采样的K空间点。如果一旦已经确定了待采样的K空间点，则可以确定这样的轨迹，根据所述轨迹采集待采样的K空间点的MR数据，其中由此也可以考虑待采样的K空间点的优化顺序。
有利地，可以借助并行采集技术利用多个接收天线来实施MR数据的采集。
根据也作为iPAT2(“integrated Parallel Acquisition Technique”，集成并行采集技术)公知的采集技术，例如并行地或同时使用64(82)个接收天线，以便同时在两个K空间方向上采集MR数据。
根据另一种按照本发明的实施方式，在采集MR数据之前将特定的待采样的K空间点移至预先规定的FFT栅格(FFT-Gitter)的栅格点(Gitterpunkt)。在此，在K空间中通过平行延伸的第一直线和平行延伸的第二直线来定义FFT栅格，其中第一直线中的每一个与第二直线中的每一个相垂直。每两个相邻的第一直线具有相同的距离，就像每两个相邻的第二直线那样。每个栅格点对应于一条第一直线和一条第二直线的交点。
换言之，待采样的K空间点被离散化至FFT栅格。在此，在对按照其来最终采样待采样的K空间点的顺序进行可能的优化之前，进行将待采样的K空间点移至FFT栅格的该步骤。在该实施方式中，梯度曲线(在采集MR数据的情况下)逐个时间步长地(从K空间点至K空间点地)以整数倍的数值化的基本步长(两个相邻的第一或第二直线之间的距离)进行跳跃。试验已经表明，由于当今磁共振设备的所谓的转换率极限(Slew-Rate-Grenze)，在该实施方式中所需要的步距仍然较宽。
该实施方式的较大的优势在于，不需要所谓的栅格化。在栅格化的情况下，所采集的MR数据被内插至周期性的栅格处，这延长了不利的显著的计算时间。此外，趋势性地恰好在具有低密度的待采样K空间点的区域内的所需的内插是数值的误差原因。
在重建的情况下，可以有利地使用逆傅里叶变换。迭代重建不是必须的，但是可以被使用以便改善图像质量。
在本发明的范围内，还提供用于借助磁共振设备来采集检查对象的预先确定的二维体积片段的MR数据的另一种方法。在此，所述另一种方法包含以下步骤：
·借助径向地或螺旋形地延伸的、从K空间中心开始的轨迹，来确定待采样K空间点。在此，待采样的K空间点可以位于该轨迹上或者借助该轨迹被确定，就像之前所描述的那样。
·每个确定的待采样K空间点被移至预先确定的FFT栅格的栅格点上。
·采集之前确定的并且被移至FFT栅格的待采样的K空间点的MR数据。
另一种按照本发明的方法的优点对应于首先描述的按照本发明的其中同样将待采样的K空间点移至FFT栅格点上的方法的实施方式的优点。换言之，将待采样K空间点移至FFT栅格点上，是不依赖于待采样的K空间点的随机分布的。
在本发明的范围内，还提供一种用于采集在检查对象内的预先确定的体积片段的MR数据的磁共振设备。在此，磁共振设备包含基本场磁体、梯度场系统、一个或多个HF天线、控制装置以及计算单元，所述控制装置用于控制梯度场系统和至少一个HF天线、用于接收由至少一个HF天线采集的测量信号、并且用于评估该测量信号。计算单元被构造为，用于基于随机地确定待采样的K空间点，从而当仅确定的待采样的K空间点被采样时，对K空间进行欠采样。此外，磁共振设备包含序列控制器，以便借助该序列控制器来采集确定的待采样的K空间点的MR数据。
按照本发明的磁共振设备的优点基本上对应于起初描述的按照本发明的之前详细描述的方法的优点，因此此处不再重复。
在本发明的范围内，还提供用于采集在检查对象内的预先确定的体积片段的MR数据的另一种磁共振设备。该另一种磁共振设备也包含基本场磁体、基本场系统、一个或多个HF天线、控制系统以及计算单元，所述控制系统用于控制梯度场系统和至少一个HF天线、用于接收由至少一个HF天线采集的测量信号以及用于评估该测量信号。计算单元一方面被构造为，借助径向地或螺旋形地延伸的、从K空间中心开始的轨迹来确定待采样的K空间点。另一方面，计算单元被构造为，将该确定的待采样的K空间点的每一个移至FFT栅格点上。磁共振设备此外包含序列控制器，以便采集确定的待采样的K空间点的MR数据。
按照本发明的另一种磁共振设备的优点基本上对应于按照本发明的之前详细描述的另一种方法的优点，因此此处不再重复。
此外，本发明描述一种计算机程序产品，特别是一种计算机程序或者一种软件，其可以加载至磁共振设备的可编程控制器或计算单元的存储器内。当计算机程序产品在磁共振设备的控制器或控制装置内运行时，借助该计算机程序产品可以实施按照本发明的方法的所有或不同的之前描述的实施方式。在此，计算机程序产品可能需要程序部件，例如程序库和辅助函数，以便实现方法的相应地实施方式。换言之，借助针对计算机程序产品的权利要求，应当尤其保护这样的计算机程序或软件，借助所述计算机程序或软件可以实施按照本发明的方法的上文描述的实施方式中的一种或者所述计算机程序或软件实施这些实施方式。在此，软件可以是还需编译(翻译)并连接或仅需解释的源代码(例如C++)，或者可以是可运行的软件代码，其仅还要加载至相应地计算单元或控制装置内以便运行。
最后，本发明公开了一种电子可读的数据载体，例如DVD、磁带或USB棒，在其上存储电子可读的控制信息、特别是软件(参见上文)。如果从数据载体读取该控制信息(软件)并且存储到磁共振设备的控制装置或计算单元内，则可以实施之前描述的方法的所有按照本发明的实施方式。
本发明尤其适合用于例如在压缩采样(“Compressed Sensing”，压缩感知)的范围内欠采样二维体积片段，以便例如借助梯度回波方法来采集MR数据。除了生成高质量的MR图像之外，本发明还可以用于快速产生概览图。本发明并不限于采样二维体积片段，因为至少按照本发明的另一种方法和按照本发明的另一种磁共振设备也可以用于采集三维体积片段的MR数据。
附图说明
下文中，借助附图，结合优选的按照本发明的实施方式来详细地描述本发明。
在图1中示意性地示出了按照本发明的磁共振设备。
在图2中示出了按照本发明的螺旋形的轨迹在Kx方向上的曲线。
在图3中示出了梯度曲线，用于实现轨迹的在图2中示出的曲线。
在图4中示出了在图2中示出的轨迹在Ky方向上的曲线。
在图5中示出了梯度曲线，用于实现轨迹的在图4中示出的曲线。
在图6中二维地示出了在图2和图4中示出的轨迹。
在图7中示出了按照本发明根据轨迹所确定的K空间点，其中与图6的轨迹相比，随机元素被更强烈地使用。
图8详细地示出了图7的K空间中心的区域。
图9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生成时间上强度不变的磁场，以便极化或对齐在对象O(例如人体待检查部位)的检查区域内的核自旋，所述人体躺在卧榻23上连续地被移入磁共振设备5内。核自旋共振测量所需的基本磁场的高的均匀性定义在典型的球状的测量体积M内，人体的待检查部位被连续地移动穿过所述球状的测量体积。为了支持均匀性需求并且尤其为了消除时不变的影响，在合适的位置上安装由铁磁材料构成的所谓的匀场片(Shim-Bleche)。通过匀场线圈2来消除时变的影响。
在基本场磁体1中，使用圆柱形的基本场系统或由三个子绕组构成的基本场系统3。每个子绕组由放大器供应电流，以便在笛卡尔坐标系的各个方向上产生线性的(也是时间上可变的)梯度场。梯度场系统3的第一子绕组在此生成x方向上的梯度Gx，第二子绕组生成y方向上的梯度Gy，并且第三子绕组生成z方向上的梯度Gz。放大器包含数模转换器，所述数模转换器由序列控制器18进行控制，以便时间正确地生成梯度脉冲。
一个(或多个)高频天线4位于梯度场系统3内，所述高频天线将从高频功率放大器输出的高频脉冲转换至交变磁场，以便激励核并且对齐待检查对象O的或对象O的待检查区域的核自旋。每个高频天线4由以组件线圈的环形的优选线性或矩阵形的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。通过各个高频天线4的HF接收线圈，从进动的核自旋中发出的交变场，也就是通常通过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，也被转换为电压(测量信号)，所述电压通过放大器7被传输至高频系统22的高频接收通道8。作为磁共振设备5的控制装置10的一部分的高频系统22，还包含发送通道9，在所述发送通道中产生用于激励核磁共振的高频脉冲。在此，在序列控制器18中，基于由计算单元20预先规定的脉冲序列，各个高频脉冲被数字地表示为复数。该数列以实部和虚部通过各自的输入端12传输至高频系统22内的数模转换器，并且从该数模转换器传输至发送通道9。在发送通道9中，将脉冲序列加调制到高频载波信号，所述高频载波信号的基频对应于在测量体积内的核自旋的共振频率。
通过发送-接收转换器6来进行从发送运行到接收运行的切换。高频天线4的HF发送线圈发射高频脉冲以便激励在测量体积M中的核自旋，并且通过HF接收线圈来采样所产生的回波信号。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)中相位敏感地被解调到中间频率，在模数转换器(ADC)中数字化，并且通过输出端11输出。该信号还被解调到频率0。在数字域中的数字化之后，在第二解调器8中发生到频率0的解调和实部虚部的分开。通过图像计算机17，从这样通过输出端11获得的测量数据中重建MR图像。通过计算单元20来进行测量数据、图像数据和控制程序的管理。序列管理器18基于预给定值借助控制程序来对各个期望的脉冲序列的生成和K空间的相应采样进行监控。特别地，在此序列控制器18控制梯度的时间正确的接通、以定义的相位幅度来发送高频脉冲以及接收核共振信号。由合成器19提供用于高频系统22和序列控制器18的时间基础。通过终端13来选择相应的例如存储在DVD 21上的用于生成MR图像的控制程序以及显示所生成的MR图像，所述终端包括键盘15、鼠标16和显示器14。
在图2中示出了一些按照本发明的螺旋形的轨迹31的关于K空间方向Kx在时间上的曲线。该螺旋形的轨迹31中的每一个在此具有螺距，从而每个轨迹在仅一次旋转之后就已经撞击到待采集的K空间的边缘。
为了基于该轨迹31来确定待采样的K空间点，仅节约地使用随机元素。此外，每个随机确定的K空间点被移至下一个FFT栅格点上。由于在确定待采样的K空间点时随机的微小影响，每个待采样的K空间点仅具有与理想的螺旋形的轨迹之间(或者与从其发展轨迹的螺旋之间)的短的距离。
在图3中示出了磁场梯度Gx关于时间的曲线，借助所述曲线可以获得在图2中示出的轨迹曲线。
在图4中示出了在图2中示出的轨迹31关于K空间方向Ky在时间上的曲线。在图5中示出了磁场梯度Gy关于时间的曲线，借助所述曲线可以获得在图4中示出的轨迹曲线。
应当指出的是，在图2和图4中示出的是相同的轨迹31。为了采样在该轨迹31上的K空间点，必须总是既接通磁场梯度Gx又接通磁场梯度Gy，如在图3和图5中示出的那样。
在图6中二维地关于Kx和Ky方向示出了在图2和图4中示出的轨迹31。根据图6，也可以根据待采样的K空间32与相应的螺旋形的轨迹31的各个理想曲线之间的短的距离识别，各个待采样的K空间点的基于随机的移动明显仅是相对小的。
与为了确定在图2至图6中成像的待采样的K空间点32相比较，对于确定在图7和图8中成像的待采样的K空间点32使用随机值的更大的分布。因此，在图7和图8中示出的轨迹31也明显地偏离理想的螺旋形曲线。
在图7中示出了整个二维K空间，而在图8中仅示出了围绕K空间中心33的K空间区域。
在图9中示出了按照本发明的方法的流程图。
在第一步骤S1中，根据螺旋形的轨迹来确定待采样的K空间点。在此，为位于理想的螺旋形的轨迹(螺旋)上的点施加随机值，并且由此随机地移动。每个移动的点对应于在步骤S1中确定的待采样的K空间点。
在第二步骤S2中，在第一步骤S1中所确定的待采样的K空间点被移至FFT栅格点处。
在第三步骤S3中，对在第一步骤S1和S2中确定的待采样的K空间点进行采样，方法是，采集该K空间点的MR数据。
最后，在最后步骤S4中，依据在步骤S3中采集的MR数据来重建MR图像。

Claims (10)

1.一种用于借助磁共振设备(5)来采集在检查对象(O)内部的预先确定的二维体积片段的MR数据的方法，其中，所述方法包含以下步骤：
随机确定在原始数据空间中待采样的点(32)，从而当仅采样确定的待采样的点(32)时，对原始数据空间进行欠采样，和
借助磁共振设备(5)来采集确定的待采样的点(32)的MR数据，
其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个点(32)，并且对待采样的点(32)的随机确定的前提条件是，待采样点的密度随着角度保持不变和待采样点(32)的密度随着与中心(33)之间的距离而减小，
其中，根据径向地或螺旋形地延伸的、从原始数据空间的中心(33)开始的轨迹(31)，来实施待采样的点(32)的随机确定，其中参考所述轨迹(31)来确定所述待采样的点(32)，
其中，待采样的点(32)的随机确定包含在所述轨迹(31)上确定中间点，其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个中间点，和
基于中间点中的一个确定每个待采样的点(32)，其中，给各个中间点的角度施加随机值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
原始数据空间的相同的点能够多次被确定为待采样的点(32)，或者
原始数据空间的相同的点最多一次被确定为待采样的点(32)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述方法还具有以下步骤：
确定顺序，以所述顺序来对待采样的点(32)进行采样，从而在两个根据该顺序而相邻的待采样的点(32)之间的距离尽可能地小。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
借助并行采集技术利用多个接收天线(4)来进行MR数据的采集。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述方法还包含以下步骤：
将每个确定的待采样的点移至预先确定的栅格的栅格点上，
其中，通过平行延伸的第一直线和平行延伸的第二直线来定义在原始数据空间中的栅格，
其中，第一直线与第二直线相垂直，
其中，在每两个相邻的第一直线之间和在每两个相邻的第二直线之间存在相同的距离，并且
其中，每个栅格点对应于一条第一直线与一条第二直线的交点。
6.一种借助磁共振设备(5)采集检查对象(O)的预先确定的二维体积片段的MR数据的方法，其中，所述方法包含以下步骤：
根据径向地或螺旋形地延伸的、从原始数据空间的中心(33)开始的轨迹(31)，来确定在原始数据空间中的待采样的点(32)，
将每个确定的待采样的点(32)移至预先确定的栅格的栅格点上，和
借助磁共振设备(5)来采集确定的待采样的点(32)的MR数据，
其中，通过平行延伸的第一直线和平行延伸的第二直线来定义在原始数据空间中的栅格，
其中，第一直线与第二直线相垂直，
其中，在每两个相邻的第一直线之间和在每两个相邻的第二直线之间存在相同的距离，并且
其中，每个栅格点对应于一条第一直线和一条第二直线的交点，
其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个点(32)，并且对待采样的点(32)的随机确定的前提条件是，待采样点的密度随着角度保持不变和待采样点(32)的密度随着与中心(33)之间的距离而减小，
其中，待采样的点(32)的随机确定包含在所述轨迹(31)上确定中间点，其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个中间点，和
基于中间点中的一个确定每个待采样的点(32)，其中，给各个中间点的角度施加随机值。
7.一种用于采集在检查对象(O)内部的预先确定的体积片段的MR数据的磁共振设备，
其中，所述磁共振设备(5)包含基本场磁体(1)、梯度场系统(3)、至少一个HF天线(4)、控制装置(10)以及计算单元(20)，所述控制装置用于控制所述梯度场系统(3)和所述至少一个HF天线(4)、用于接收由该至少一个HF天线(4)拍摄的测量信号、并且用于评估测量信号和用于建立MR数据，并且
其中，所述计算单元(20)被构造为，随机确定在原始数据空间中的待采样的点(32)，从而当仅确定的待采样的点(32)被采样时，对原始数据空间进行欠采样，并且，
其中，所述磁共振设备还包含序列控制器(18)，以便采集确定的待采样的点(32)的MR数据，
其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个点(32)，并且对待采样的点(32)的随机确定的前提条件是，待采样点的密度随着角度保持不变和待采样点(32)的密度随着与中心(33)之间的距离而减小，
其中，根据径向地或螺旋形地延伸的、从原始数据空间的中心(33)开始的轨迹(31)，来实施待采样的点(32)的随机确定，其中参考所述轨迹(31)来确定所述待采样的点(32)，
其中，待采样的点(32)的随机确定包含在所述轨迹(31)上确定中间点，其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个中间点，和
基于中间点中的一个确定每个待采样的点(32)，其中，给各个中间点的角度施加随机值。
8.一种用于采集检查对象(O)内部的预先确定的体积片段的MR数据的磁共振设备，
其中，所述磁共振设备(5)包含基本场磁体(1)、梯度场系统(3)、至少一个HF天线(4)、控制装置(10)以及计算单元(20)，所述控制装置用于控制所述梯度场系统(3)和所述至少一个HF天线(4)、用于接收由该至少一个HF天线(4)拍摄的测量信号、并且用于评估测量信号和用于建立MR数据，并且
其中，所述计算单元(20)被构造为，根据径向地或螺旋形地延伸的、从原始数据空间的中心(33)开始的轨迹(31)来确定在原始数据空间中的待采样的点(32)，并且将每个确定的待采样的点(32)移至预先确定的栅格的栅格点上，并且其中，所述磁共振设备(5)此外包含序列控制器(18)，以便采集确定的待采样的点(32)的MR数据，
其中通过平行延伸的第一直线和平行延伸的第二直线来定义在原始数据空间中的栅格，
其中，第一直线与第二直线相垂直，
其中，在每两个相邻的第一直线之间和在每两个相邻的第二直线之间存在相同的距离，并且
其中，每个栅格点对应于一条第一直线与一条第二直线的交点，
其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个点(32)，并且对待采样的点(32)的随机确定的前提条件是，待采样点的密度随着角度保持不变和待采样点(32)的密度随着与中心(33)之间的距离而减小，
其中，待采样的点(32)的随机确定包含在所述轨迹(31)上确定中间点，其中，通过与穿过原始数据空间的中心(33)延伸的轴之间的角度和与该中心(33)之间的距离来定义在极坐标中的每个中间点，和
基于中间点中的一个确定每个待采样的点(32)，其中，给各个中间点的角度施加随机值。
9.根据权利要求7或8所述的磁共振设备，其特征在于，
所述磁共振设备(5)被构造为用于实施根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
10.一种电子可读的数据载体，具有在其上存储的电子可读的控制信息，所述数据载体被这样构造，使得在磁共振设备(5)的控制装置(10)内应用数据载体(21)时，其实施按照权利要求1-6中任一项所述的方法。
CN201510271607.8A 2014-02-20 2015-02-17 采集二维体积片段的磁共振数据的方法以及磁共振设备 Active CN105022009B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014203068.4 2014-02-20
DE102014203068.4A DE102014203068B4 (de) 2014-02-20 2014-02-20 Pseudo-zufällige Erfassung von MR-Daten eines zweidimensionalen Volumenabschnitts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105022009A CN105022009A (zh) 2015-11-04
CN105022009B true CN105022009B (zh) 2018-08-10

Family

ID=53758929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510271607.8A Active CN105022009B (zh) 2014-02-20 2015-02-17 采集二维体积片段的磁共振数据的方法以及磁共振设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10317487B2 (zh)
KR (1) KR20150098577A (zh)
CN (1) CN105022009B (zh)
DE (1) DE102014203068B4 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8970217B1 (en) 2010-04-14 2015-03-03 Hypres, Inc. System and method for noise reduction in magnetic resonance imaging
DE102014203068B4 (de) * 2014-02-20 2015-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Pseudo-zufällige Erfassung von MR-Daten eines zweidimensionalen Volumenabschnitts
DE102016202669A1 (de) 2016-02-22 2017-08-24 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Spiralförmiges MR-Erfassungsmuster
EP3457159A1 (de) * 2017-09-19 2019-03-20 Siemens Healthcare GmbH Verbessertes magnetresonanz-fingerprinting-verfahren
US11204409B2 (en) * 2018-10-11 2021-12-21 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods for motion-compensated reconstruction of magnetic resonance images
EP3798656B1 (de) * 2019-09-30 2022-05-25 Siemens Healthcare GmbH Beschleunigte erfassung von messdaten mittels magnetresonanz
DE102020209382A1 (de) * 2020-07-24 2022-01-27 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Aufnahme von Messdaten mittels einer Magnetresonanzanlage mit einer Korrektur der verwendeten k-Raumtrajektorien

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6424153B1 (en) * 1999-11-23 2002-07-23 Koninklijke Philips Electronics, N.V. On-the-fly removal of data inconsistency with k-space oversampling and demodulation in MRI acquisitions
WO2001073463A1 (en) 2000-03-24 2001-10-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging method with sub-sampling
WO2004099810A1 (en) * 2003-05-06 2004-11-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Undersampled magnetic resonance imaging
US8155419B2 (en) * 2005-05-04 2012-04-10 Mayo Foundation For Medical Education And Research MRI acquisition using sense and highly undersampled fourier space sampling
JP5047960B2 (ja) 2005-07-08 2012-10-10 ウイスコンシン アラムナイ リサーチ ファウンデーシヨン 高度に限定されたイメージの再構成法
CN101248458B (zh) * 2005-07-08 2012-08-15 威斯康星校友研究基金会 高约束图像重构方法
WO2007008530A1 (en) 2005-07-08 2007-01-18 Wisconsin Alumni Research Foundation Backprojection reconstruction method for ct imaging
DE102006032339B3 (de) * 2006-07-12 2007-11-29 Siemens Ag Verfahren und Gerät zur beschleunigten Spiral-kodierten Bildgebung in der Magnetresonanztomographie
JP5048052B2 (ja) 2007-03-09 2012-10-17 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法
US8368398B2 (en) * 2007-05-02 2013-02-05 Griswold Mark A Calibrating parallel MRI with cartesian continuous sampling
US7688068B2 (en) * 2008-05-06 2010-03-30 General Electric Company System and method for using parallel imaging with compressed sensing
US8274284B2 (en) * 2009-10-06 2012-09-25 Northshore University Healthsystem Parallel-accelerated complex subtraction MRI
DE102009050662B4 (de) * 2009-10-26 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Radiale MR-Datenerfassung in einem dreidimensionalen K-Raum mit einer Anordnung der Speichen gemäß einer Spiral-Phyllotaxis
US9465091B2 (en) * 2010-01-04 2016-10-11 Mayo Foundation For Medical Education And Research System and method for random cartesian acquisition with projection reconstruction-like sampling
JP2014506822A (ja) * 2011-03-01 2014-03-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 画像比率制約的な再構成を伴う加速されたｍｒ温度測定マッピング
CN102389309B (zh) * 2011-07-08 2013-07-31 首都医科大学 基于压缩感知理论的磁共振图像重建的方法
DE102011085766B4 (de) * 2011-11-04 2013-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Rasche Erstellung von bezüglich eines Kontrasts gewichteten MR-Bildern
DE102011086401B4 (de) * 2011-11-15 2013-08-08 Siemens Aktiengesellschaft MR-Datenerfassung in einem dreidimensionalen K-Raum mit einer Anordnung von Datenzeilen gemäß einer Spiral-Phyllotaxis
DE102012212402B3 (de) * 2012-03-20 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Ermittlung einer MR-Sequenz unter Berücksichtigung der Energieverteilungsfunktion im k-Raum
DE102012205811B4 (de) * 2012-04-10 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Bestimmen von Abtastungspunkten eines zufälligen Unterabtastungsschemas in der MR-Bildgebung
US9482732B2 (en) * 2012-11-08 2016-11-01 Nicolas Chesneau MRI reconstruction with motion-dependent regularization
WO2014075005A1 (en) * 2012-11-11 2014-05-15 The Regents Of The University Of California High spatial and temporal resolution dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging
US9366740B2 (en) * 2013-03-14 2016-06-14 Wisconsin Alumni Research Foundation System and method for vastly undersampled isotropic projection reconstruction with inversion recovery
CN105051564A (zh) * 2013-03-22 2015-11-11 皇家飞利浦有限公司 用于压缩感测MRI中的经改进的k-空间采样的方法
US9339239B2 (en) * 2013-09-10 2016-05-17 Ohio State Innovation Foundation Methods and devices for optimization of magnetic resonance imaging protocols
DE102014203068B4 (de) * 2014-02-20 2015-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Pseudo-zufällige Erfassung von MR-Daten eines zweidimensionalen Volumenabschnitts
US9989611B2 (en) * 2014-04-02 2018-06-05 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods for image reconstruction using variable-density spiral trajectory
US20150346305A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 General Electric Company System and method for generating a magnetic resonance image
US10101424B2 (en) * 2016-12-21 2018-10-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Robust principal component analysis for separation of on and off-resonance in 3D multispectral MRI

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014203068A1 (de) 2015-08-20
US20150234024A1 (en) 2015-08-20
US10317487B2 (en) 2019-06-11
CN105022009A (zh) 2015-11-04
KR20150098577A (ko) 2015-08-28
DE102014203068B4 (de) 2015-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105022009B (zh) 采集二维体积片段的磁共振数据的方法以及磁共振设备
US10670678B2 (en) MR imaging using stack-of stars acquisition
KR101663367B1 (ko) 물의 t1 시간 및 지방의 t1 시간을 결정하는 자기 공명 시스템 및 방법
US9964615B2 (en) MR image reconstruction using compressed sensing
KR101607366B1 (ko) 자기 공명 시스템 제어 시퀀스의 결정
US10401456B2 (en) Parallel MR imaging with Nyquist ghost correction for EPI
US9103898B2 (en) Motion correction in accelerated T1-weighted magnetic resonance imaging
US11067653B2 (en) Magnetic resonance imaging method including acquiring echo signals from each k-space slice with different relaxation time weightings after echo signals from different k-space splices are acquired
US20080061779A1 (en) Magnetic resonance imaging data acquisition sequence and apparatus
WO2017009391A1 (en) Mr imaging with motion detection
JP7266024B2 (ja) 加速核磁気共鳴撮像の方法及び装置
Turley et al. Distributed spirals: a new class of three‐dimensional k‐space trajectories
US11852705B2 (en) MR imaging using a 3D radial or spiral acquisition with soft motion gating
US8848993B2 (en) Method and device to generate MR images based on MR data entered in three-dimensional k-space
US20210109181A1 (en) Mr imaging using a stack-of-stars acquisition with intrinsic motion correction
JP7060685B2 (ja) 体動依存型ラジアル又はスパイラルｋ空間サンプリングを使用するＭＲイメージング
US10495708B2 (en) Method and apparatus for generating a magnetic resonance image with radio collection of magnetic resonance data to avoid image artifacts
US20140184221A1 (en) High-speed magnetic resonance imaging method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220124

Address after: Erlangen

Patentee after: Siemens Healthineers AG

Address before: Munich, Germany

Patentee before: SIEMENS AG

TR01 Transfer of patent right