CN105143906B - 金属抗mr成像 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用SEMAC在金属零件附近进行MR成像的方法。本发明的目的是提供一种针对易感效应足够快且鲁棒的改进的MR成像技术。本发明提出应用较弱的切片选择磁场梯度(G切片)以用于减少在金属零件附近的波纹伪影或应用在SEMAC序列的切片选择方向上的欠采样或应用这两个方面。根据本发明的一个方面，稀疏约束被用于使对欠采样的MR图像的重建更稳定。此外，本发明涉及一种MR设备(1)以及一种要在MR设备(1)上运行的计算机程序。

Description

金属抗MR成像
技术领域
本发明涉及磁共振(MR)成像领域。本发明涉及对身体的至少部分进行MR成像的方法。本发明还涉及一种MR设备以及一种要在MR设备上运行的计算机程序。
背景技术
当今，利用磁场与核自旋之间的相互作用以便形成二维或三维图像的图像形成MR方法被广泛使用于尤其医学诊断领域中，因为对于软组织的成像而言，它们在许多方面优于其他成像方法，即，不要求电离辐射并且通常是无创的。
发明内容
通常根据MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强均匀磁场(B0场)中，所述强均匀磁场的方向同时限定测量所基于的坐标系的轴(通常是z轴)。所述磁场根据磁场强度和具体自旋属性来分解针对个体核自旋的不同的能级。通过施加具有限定的频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场，也称为B1场)来激励(自旋共振)自旋系统。从宏观的角度，个体核自旋的分布产生总体磁化，所述总体磁化能够通过在对应的B1磁场垂直于z轴延伸的同时施加适当的射频频率的上述电磁脉冲(RF脉冲)而被偏转出平衡状态，使得磁化执行关于z轴的旋进运动。所述旋进运动描绘了锥体的表面，所述锥体的孔径角被称为翻转角。翻转角的幅值取决于所施加的电磁RF脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，自旋从z轴被偏转到横向平面(翻转角90°)。
在RF脉冲结束之后，磁化弛豫回到最初的平衡状态，在所述最初的平衡状态中，以第一时间常数T1(自旋晶格或纵向驰豫时间)再次建立在z方向上的磁化，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。磁化的变化能够借助于在MR设备的检查体积之内布置和取向的一个或多个接收RF线圈以使得在垂直于z轴的方向上测得磁化的变化的方式进行探测。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随(由局部磁场不均匀性诱发的)核自旋从具有相同相位的有序状态转变到所有相位角被均匀分布(失相)的状态。所述失相能够借助于重聚焦脉冲(例如180°脉冲)进行补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。
为了实现身体中的空间分辨率，沿着三个主轴延伸的线性磁场梯度被叠加在均匀磁场上，从而引起自旋共振频率的线性空间相关性。然后，在接收线圈中拾取的信号包含能够与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由RF线圈获得的MR信号数据对应于空间频率域并且被称为k-空间数据。通常沿着具有不同相位编码值的多条线采集k-空间数据以实现足够的覆盖。在读出期间通过收集许多样本来使每条线数字化。借助于傅立叶变换将k-空间数据的集合转变为MR图像。
随着人口老龄化和携带金属植入物的患者数量的增加，在存在金属的情况下对软组织进行MR成像的需要增加。金属抗MR成像需要能够对该软组织进行成像以用于诊断并发症和术后随访。靠近金属的MR成像通常受到使用于局部图像信息的磁场退化的易感性问题的困扰。在诊断MR成像扫描中，金属零件的易感性导致MR信号堆叠、信号缺失以及其他几何变形。诸如SEMAC(Lu等人，ISMRM，2008年，第838页，或Magnetic Resonance in Medicine，2009年，第62卷，第66-67页)、MAVRIC(Koch等人，ISMRM，2008年，第1250页，或MagneticResonance in Medicine，2009年，第61卷，第381-390页)以及MAVRIC-SEMAC混合(Koch等人，ISMRM，2010年，第139页，或Magnetic Resonance in Medicine，2011年，第65卷，第71-82页)的多光谱成像技术已经被提出用于以增加扫描持续时间为代价应对诊断MR成像扫描中的易感性问题，所述扫描持续时间与所需的频率覆盖成比例。
SEMAC技术基于多切片TSE(快速自旋回波)采集，并且在切片选择方向(即通过平面)上应用额外的相位编码以校正切片变形。许多调查显示SEMAC能够显著减少金属诱发的伪影。对于从每个(变形的)切片对自旋回波信号的采集，对三维体积进行编码以使得能够重建MR信号贡献的正确位置。针对每个切片重建(三维)切片图像，其中，通过组合来自不同切片的切片图像的图像值来计算最终MR图像的图像值。
SEMAC是减少由于金属的存在的易感性伪影的有效采集技术。然而，在金属零件附近，剩余的伪影常常仍然可见，在下文中将其称为波纹伪影。在MAVRIC-SEMAC混合中可见相同的伪影。这能够表明，波纹伪影由在相邻图像切片或相邻选择平片之间的次优转变引起。在这些转变处，自旋回波信号强度具有比在每个切片或平片的中心小得多的幅度。在来自许多切片或平片图像的图像值贡献于最终MR图像的情况下，尤其在具有强度B0变化的区域中，在金属零件附近，这些幅度变化变得可见为所述波纹伪影。
在Li,G.等人的文章“MSVAT-SPACE for fast metal implants imaging”(Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med.19(2011年)，第3171页)中，描述了一种从SEMAC-MAVRIC混合方法的构思扩展的用于改进成像速度的方法。最优实施方式(具有视角倾斜(VAT)梯度的多平片采集使用具有可变翻转角重聚焦RF脉冲和高采样效率(SPACE)的基于单个平片3D快速自旋回波(TSE)的序列，缩写为MSVAT-SPACE)被描述为包括以下特征：1)基于3D快速自旋回波的序列，利用可变重聚焦翻转角来减少在长回波序列采集中的抖动和在高场系统上的SAR限制；2)使用选择激励和重聚焦脉冲来使得在切片轴上的VAT梯度能够完全恢复平面内变形；3)使用具有扩展的z-相位编码步骤的多个平片采集和在相邻平片之间的叠加以校正通过平面变形并减少信号强度不连续性；4)根据期望的切片覆盖和导致对于每个TR的非常有效的交错采样的通过平面变形的程度来调节平片的激励厚度和总数量；5)椭圆采样、部分傅里叶采集和并行采集技术被实施以进一步减少扫描时间。
在Hargreaves,B.A.等人的文章“Adaptive Slice Encoding for MetalArtifact Correction”(Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med.18(2010年)，第3083页)中描述了基于SEMAC的自适应方法。为了改进SEMAC的效率，每个激励的切片的宽度(即，在z-方向上的厚度)和经相位编码的视场(FOV)的位置能够被调整以拟合预计的变形，这减少激励的切片的总数量。z相位编码分辨率对于所有切片保持恒定，因为这确定了在SEMAC中最终的通过切片图像分辨率。为了选择适合的切片宽度，执行光谱预扫描(若干秒)，其中，所有2D切片被激励并利用读出和相位编码梯度进行成像以提供频率切片分布。操作员使用简单的接口来选择包含信号的区域。然后算法自适应地放置不同宽度的切片来包围总区域。由于切片变形的范围与切片厚度和激励的频率的范围成比例，所以算法简单地保持(通过每个框的区域可视化的)这些的积恒定。根据框中的偏离中心的频率分布对z FOV进行移位。
从前述内容能够容易地认识到，需要一种针对易感效应鲁棒的改进的MR成像技术。
根据本发明的一个方面，公开了一种对放置在MR设备的检查体积内的身体的至少部分进行MR成像的方法。所述方法包括以下步骤：
-使所述身体的所述部分经受RF脉冲的成像序列和切换的磁场梯度，所述成像序列包括：
i)至少一个切片-选择激励RF脉冲或平片-选择激励RF脉冲，其在切片-选择方向或平片-选择方向(z)上存在磁场梯度的情况下朝向所述身体的所述部分辐射以激励切片或平片内的磁共振，
ii)一个或多个重聚焦RF脉冲，其在时间上在所述激励RF脉冲之后朝向所述身体的所述部分辐射以生成自旋回波信号，以及
iii)在所述切片-选择方向(z)上的切换的相位编码磁场梯度，其用于对所述自旋回波信号进行相位编码，
-从多个空间上相邻的切片或平片采集经相位编码的自旋回波信号，其中，所述切片或平片的厚度被选择为使得空间上相邻的切片或平片在所述切片-选择方向或平片-选择方向(z)上至少部分地叠加，以及
-使用稀疏约束根据所采集的经相位编码的自旋回波信号来重建MR图像，其中，针对每个切片或平片重建切片图像或平片图像，并且其中，通过组合来自不同切片或平片的切片图像或平片图像的图像值来计算所述MR图像的图像值。
额外地，根据本发明在对所述MR图像的重建中使用稀疏约束。根据本发明的这个方面，通过将先验知识添加到反演问题来解决并行图像重建的不稳定性。针对每个切片扫描的三维体积仅仅包含一个(变形的)切片。因此，对于每个平面内的位置，接收到的自旋回波信号可以源自于在切片选择方向上的有限数量的位置。例如，该先验知识能够被用作致使对切片图像的重建更加稳定得多的稀疏约束。
根据本发明，通过选择所述切片或平片的厚度来抑制所述波纹伪影，使得空间上相邻的切片在所述切片-选择方向上至少部分地叠加。空间上相邻的切片可以在所述切片-选择方向上叠加至少10％，优选叠加至少30％，最优选叠加至少50％。换言之，根据切片-选择型线来调整SEMAC采集方案。为了抑制所述波纹伪影，切片-选择型线应当使得来自不同切片的图像值的组合尽可能地平滑。实际上，这意味着空间切片-选择型线应当在切片-选择方向上大约为平常的两倍宽。这可以通过降低当辐射激励RF脉冲时存在的切片-选择磁场梯度的强度，同时保持所述切片-或平片-选择激励RF脉冲的宽RF带宽来实现。激励RF脉冲的RF频率偏移被选择为使得保持期望的切片或平片距离。由降低切片-选择磁场梯度强度造成的更强的切片变形需要更多的通过平面相位编码步骤来覆盖用于采集每个切片的三维体积的所需的通过平面的范围。波纹伪影的减少使得能够对靠近金属植入物的软组织进行MR成像和评估，例如以用于确定植入物需要校正的范围，或者用于诊断手术并发症或由金属植入物本身引起的并发症。使用本发明，能够比利用当前可用的扫描技术或利用常规SEMAC更靠近金属植入物来执行对软组织的诊断成像，由此使得能够更可靠地评估在植入物周围的软组织。
在MAVRIC-SEMAC混合采集中对梯度选择体积的叠加平片选择的应用也落入本发明的范围内。
尽管如上所述根据本发明常规SEMAC以及尤其具有叠加切片的SEMAC能够显著减少金属伪影，但是对每个单个切片的三维编码导致极长的扫描时间，这是SEMAC的主要缺点之一。
已知并行采集技术能够被用于加速多光谱MR信号采集。这种类别的方法是SENSE(敏感性编码)。SENSE和其他并行采集技术(例如，SMASH或GRAPPA)并行使用从多个RF接收线圈获得的欠采样k-空间数据采集。在这些方法中，来自多个RF接收线圈的(复杂)信号数据以使得抑制在最终重建的MR图像中(混叠)的欠采样伪影的方式与复杂的权重组合。这种类型的复杂RF线圈阵列信号组合有时被称为空间滤波并且包括在k-空间域中或在图像域(在SENSE)中进行组合，以及混合的方法。在SENSE成像中，通常根据低分辨率参考数据来估计线圈敏感性型线。然后该线圈敏感性信息被用于使用直接反演算法来“打开”在图像空间中的混叠的像素。
SEMAC利用至少两个相位编码方向(平面内和通过平面)，并且因此是用于在两个空间方向上并行成像的候选。因此，根据本发明的优选实施例，利用在切片选择方向上的欠采样从每个切片采集自旋回波信号。换言之，本发明提出将SEMAC应用于利用在通过平面方向上的相位编码的欠采样的金属抗成像。欠采样意味着比根据关于用于在SEMAC中采集每个切片的三维体积的几何尺寸的尼奎斯特准则将需要的执行更少的相位编码步骤。相位编码步骤的数量的减少导致扫描时间的显著减少。由欠采样引起的混叠伪影可以通过使用诸如SENSE、SMASH或GRAPPA的并行图像重建算法或者通过使用本身也已知的压缩感测方法来去除。可以经由在检查体积内具有不同空间敏感性型线的至少两个RF线圈通过并行信号采集来采集自旋回波信号，其中，空间敏感性型线的知识被用于展开混叠伪影。
然而，用于在SEMAC中采集每个切片的三维体积通常在通过平面的方向上是小的。其刚好足够大以覆盖空间切片选择型线的最大预计变形。这种小的三维体积致使并行图像重建技术在通过平面的方向上不稳定，这主要由在通过平面方向上的小的RF接收线圈敏感性差异引起。对由来自在切片选择方向上靠近彼此的不同位置的MR信号贡献造成的混叠伪影的展开导致对并行成像伪影和噪声的突破。
根据本发明通过使用具有空间切片选择型线的叠加切片(或平片)可以克服这些问题，所述空间切片选择型线在切片选择方向上显著地比通常的更宽。
因此，本发明的一个重要方面是使用一个或多个稀疏约束以使得能够根据在SEMAC中利用在切片选择方向上的欠采样采集的三维自旋回波数据进行稳定重建。在本发明的优选实施例中，可以使用两个不同的稀疏约束：
对于三维体积的每个平面内的位置，仅仅有限数量的通过平面的坐标包含信号贡献。这些坐标对应于在通过平面方向上的变形的切片选择。具有选择的信号的该区域比用于在切片编码方向上采集每个切片的三维体积的总尺寸小得多。
在通过平面方向上的变形的切片选择的坐标的位置根据平面内坐标相对平滑地改变。
实际上这些稀疏约束可以有利地用作例如在并行图像重建的反演问题的数值解中的正规项。
在本发明的优选实施例中，对MR图像的重建是迭代的，其中，稀疏约束在对MR图像的重建的较早迭代中被导出并且被应用在对MR图像的重建的随后迭代中。该方法特别适合于根据本发明使用迭代SENSE算法的MR图像重建。
在本发明的又一优选实施例中，可以使用对在三维切片体积内的自旋回波信号贡献的空间起源的预测。为了这个目的，可以根据激励RF脉冲的空间激励型线来导出稀疏约束。例如，可以根据B0图来导出空间激励型线作为切片形变图，所述B0图指示在被检查的身体部分内的金属零件的附近的主磁场B0的空间分布。利用该切片形变图，用于在SEMAC中预计没有信号贡献来自于其的每个切片的三维体积内的区域能够被设置为零或能够被正规化，从而得到对切片图像的稳定重建。
在MAVRIC-SEMAC混合采集中对在通过平面方向上改进并行成像的稀疏约束的应用也落入本发明的范围内。
到目前为止，能够借助于MR设备来执行所描述的本发明的方法，所述MR设备包括：至少一个主磁体线圈，其用于在检查体积内生成均匀稳定的磁场；许多梯度线圈，其用于在所述检查体积内生成在不同空间方向上的切换的磁场梯度；至少一个RF线圈，其用于在所述检查体积内生成RF脉冲和/或用于接收来自被定位在所述检查体积内的患者的身体的MR信号；控制单元，其用于控制RF脉冲和切换的磁场梯度的时间连续性；以及重建单元，其用于根据所接收的MR信号来重建MR图像。本发明的方法优选通过所述MR设备的所述重建单元和/或所述控制单元的对应编程来实施。
能够在当前的临床使用中的大多数MR设备中有利地执行本发明的方法。为了这个目的，仅仅需要利用控制所述MR设备使得所述MR设备执行本发明的上述方法的步骤的计算机程序。所述计算机程序可以存在于数据载体上或存在于数据网络中，从而被下载用于安装在所述MR设备的所述控制单元和/或所述重建单元中。
附图说明
附图公开了本发明的优选实施例。然而，应当理解，所述附图仅仅出于说明的目的而设计，并非作为对本发明的限制的限定。在附图中：
图1示意性地示出了用于执行本发明的方法的MR设备；
图2示出了图示根据本发明使用的SEMAC成像序列的图；
图3示出了利用常规SEMAC扫描的(左栏)和利用较弱的选择梯度扫描的从而导致波纹伪影的减少的(右栏))钛髋关节植入物的范例MR图像；
图4图示了在平面内和通过平面方向上具有欠采样的三维切片图像中出现的混叠图样。
具体实施方式
参考图1，示出了MR设备1。所述设备包括超导或电阻主磁体线圈2，使得沿着通过检查体积的z轴创建大体均匀、在时间上恒定的主磁场B0。所述设备还包括(第1级、第2级以及在适用情况下第3级)匀场线圈的集合2’，其中，为了最小化检查体积内的B0偏差最小化的目的，流过集合2’的个体匀场线圈的电流是能控制的。
磁共振生成和操纵系统施加一系列的RF脉冲和切换的磁场梯度，以使核磁自旋反转或激励核磁自旋、诱发磁共振、使磁共振重聚焦、操纵磁共振、在空间上并且以其他方式对磁共振进行编码、使自旋饱和、等等来执行MR成像。
更具体地，梯度脉冲放大器3沿着检查体积的x、y和z轴向全身梯度线圈4、5和6中的选择的线圈施加电流脉冲。数字RF频率发射器7经由发送/接收开关8向体RF线圈9发射RF脉冲或脉冲包，以将RF脉冲发射到检查体积中。典型的MR成像序列由短持续时间的RF脉冲段的包组成，短持续时间的RF脉冲段的包与彼此和任何施加的磁场梯度一起实现对核磁共振的选定操纵。RF脉冲用于使共振饱和、激励共振、使磁化反转、使共振重聚焦、或者操纵共振，并且选择被定位在检查体积中的身体10的一部分。
为了借助于并行成像来生成身体10的区域的MR图像，局部阵列RF线圈11、12、13的集合被放置为邻近选定用于成像的区域。阵列RF线圈11、12、13能够用于接收由体线圈RF发射而诱发的MR信号。
得到的MR信号由体RF线圈9和/或由阵列RF线圈11、12、13拾取，并且由优选包括前置放大器(未示出)的接收器14解调。接收器14经由发送/接收开关8被连接到RF线圈9、11、12和13。
主计算机15控制流过匀场线圈2’以及梯度脉冲放大器3和发射器7的电流，以生成多个MR成像序列中的任何，例如回波平面成像(EPI)、回波体积成像、梯度和自旋回波成像、快速自旋回波成像等等。针对选择的序列，接收器14在每个RF激励脉冲之后快速连续地接收单个或多个MR数据线。数据采集系统16执行对所接收的信号的模数转换，并且将每个MR数据线转换为适合于进一步处理的数字格式。在现代MR设备中，数据采集系统16是专门用于原始图像数据的采集的单独的计算机。
最终，数字原始图像数据由重建处理器17重建成图像表示，重建处理器17应用适当的重建算法，例如SENSE。所述MR图像可以表示通过患者的平面切片、平行平面切片的阵列、三维体积等等。然后，图像被存储在图像存储器中，在图像存储器中能够访问所述图像以用于将切片、投影或图像表示的其他部分转换成适当的格式，以例如经由视频监视器18进行可视化，视频监视器18提供得到的MR图像的人类可读的显示。
图2示出了图示根据本发明的成像序列的示意图。描绘的成像序列是SEMAC序列。在切片选择方向z上存在磁场梯度G切片的情况下，所述序列以朝向身体10的部分辐射的切片选择激励RF脉冲21开始。附图还示出时间上在激励RF脉冲21之后朝向身体10的部分辐射的多个重聚焦RF脉冲22中的第一个。RF脉冲22使核磁化重聚焦，使得生成自旋回波信号(未示出)。切换的相位编码磁场梯度23被施加在切片选择方向上以用于对自旋回波信号进行相位编码。在读出磁场梯度G读出存在的情况下，采集自旋回波信号以在频率编码方向x上对自旋回波信号进行频率编码，并且在视角倾斜(VAT)磁场梯度24存在的情况下，采集自旋回波信号。VAT磁场梯度24被用于补偿在金属零件附近诱发的平面内变形。另外，相位编码磁场梯度G相位25被施加用于还在准备方向y上对自旋回波信号进行相位编码。根据已知的SEMAC技术从不同切片采集在y-方向和z-方向上进行相位编码的自旋回波信号。根据本发明，利用在切片选择方向z上的欠采样并且在适用情况下还利用在准备方向y上的欠采样(2DSENSE)从每个切片采集自旋回波信号。最终，根据所采集的经相位编码的自旋回波信号来重建MR图像，其中，例如借助于已知SENSE算法针对每个切片重建切片图像。根据SEMAC方案通过组合来自不同切片的切片图像的图像值来计算最终MR图像的图像值，从而补偿激励的切片的通过平面变形。
尽管SEMAC是用于减少由于金属的存在的易感性伪影的有效采集技术，但是在金属零件附近剩余的伪影常常仍然可见。由在相邻图像切片之间的次优转变引起该波纹伪影。根据本发明，能够通过选择切片的厚度来抑制波纹伪影，使得空间上相邻的切片在切片-选择方向上至少部分地叠加。为了有效地抑制波纹伪影，切片-选择型线应当使得来自不同切片的图像值的组合尽可能地平滑。实际上，这意味着空间切片-选择型线应当在切片-选择方向上大约为平常的两倍宽。这可以通过降低当辐射激励RF脉冲时存在的切片-选择磁场梯度的强度来实现。当在金属附近进行成像时，切片选择型线随每个位置变化。由于(i)切片选择变化和(ii)频率编码处理的限制，在金属附近，成像切片的厚度通常小于远离金属的成像切片的厚度。这意味着，尤其在金属零件附近(即，在波纹伪影变得可见的地方)在相邻切片之间的间隙大于其他地方，因此需要甚至较弱的切片选择梯度以关闭该间隙，这可以实际上得到两倍的切片选择宽度。远离金属零件，该较弱的切片选择梯度导致选择的切片叠加直到切片厚度的50％。
图3示出了利用常规SEMAC(左栏)和利用较弱的切片选择磁场梯度扫描的钛髋关节植入物的范例。磁场梯度强度的减少导致波纹伪影的减少(右栏)。在图3中突出显示了包含显著波纹伪影的区域。如在图3中能够看到的，本发明使得能够比利用常规SEMAC更靠近金属植入物进行对软组织的诊断MR成像。这允许对在植入物周围的软组织的更可靠评估。
图4示出了在y-方向和z-方向上欠采样的情况下的混叠图样，其中，在准备方向y上欠采样因子为2并且在通过平面方向z上欠采样因子为2。这得到总加速因子为4。如在附图中能够看到，四个图像像素被折叠到一个位置上。由于在z-方向上的小的折叠距离，这很不适合于经由SENSE重建展开，因为RF线圈敏感性在小距离上变化很小。附图还描绘了由于金属零件的存在而变形的激励的切片31的型线。自旋回波信号全部源自于切片区域31。对于来自变形的切片31的自旋回波信号的采集，根据SEMAC方案在x-方向、y-方向和z-方向上对三维体积32进行编码，以使得能够重建自旋回波信号贡献的正确位置。如图所示，没有信号贡献来自体积32的大部分。作为极端范例，从四个突出显示的像素中，仅仅一个像素包含信号贡献。这作为先验知识被添加到根据针对切片31扫描的三维体积32来重建切片图像的反演问题。该先验知识被用作致使对切片图像的重建更稳定的稀疏约束。
在下文中给出对本发明的方法的多个可能实施方式的详细描述。
使用形变图
利用形变图，能够在变形的切片31的形状上进行预测，所述形变图可以根据B0映射扫描或粗分辨率SEMAC扫描导出。该预测能够是粗略的。然而，该预测的误差应当小于在切片编码方向z上的SENSE折叠距离。
作为极端范例，在根据形变图预计没有信号贡献的区域中，像素值可以被设置为零。在三维体积32的大部分中通过将像素值设置为零，SENSE反演问题的解变得更稳定。形变图被用于针对每对x-坐标和y-坐标确定从其能够预计自旋回波信号贡献的z-坐标区间。
对于图4中突出显示的四个像素，形变图能够被用于将经重建的像素P(y1，z1)和P(y2，z2)设置为零。因此SENSE重建变得稳定。这是因为(i)仅仅两个像素必须被展开，并且(ii)在这些像素之间的距离很大(因此RF线圈敏感性是不同的，这得到稳定的矩阵求逆)。
代替在体积的大部分中将信号设置为零，这能够通过应用可变的SENSE正规化更平滑地进行。正规化从在预计信号贡献的区域中的正常正规化平滑改变到预计没有信号贡献的区域中的非常强的正规化。因此，使R为正常SENSE正规化矩阵，然后这能够乘以来自形变图(EΔB0)的预计的信号，以计算新的正规化矩阵RΔB0(＝EΔB0*R)。利用S作为敏感性矩阵并且利用Ψ作为噪声去相关矩阵，通过以下来计算SENSE组合因子H：
应当注意，通过使用形变图，不必要求使用不同的空间线圈敏感性型线来确定变形的切片的形状。因此，甚至能够对经由诸如体线圈9的仅仅一个RF接收线圈的信号采集应用在切片编码方向上的欠采样。
自动校准
使用单独的扫描来确定形变图的备选是采集SEMAC扫描内的切片的额外的集合(所有切片的子集合)，例如切片的一个额外堆，但是没有通过平面的欠采样和在粗网格上。通过使用粗网格，能够大大减少自动校准数据的采集的扫描时间。(在没有混叠的情况下)自动校准切片的重建被用于粗略地确定激励的切片的形状。自动校准数据的采集稍微增加总的扫描时间，但是避免对单独的B0映射扫描的需要。
迭代重建
利用正常的二维SENSE重建，即在没有使用任何稀疏约束的情况下，对切片图像的重建是较不稳定的。但是包含伪影的结果切片图像能够被用作用于确定变形的切片的形状的第一估计。因此在使用正常正规化R的第一SENSE重建之后，能够重复SENSE重建，但是现在使用第一重建的输出，并且在该下次迭代中利用R迭代更强地正规化：
这能够利用一次或多次迭代完成。前一迭代的切片图像应当被平滑和/或被滤波以减少噪声。
最少误差重建
如前面所提到的，对于在二维SENSE重建中的折叠像素的每个集合，仅仅像素中的一些可以贡献于所采集的自旋回波信号。在将不同像素值任意地正规化为低值或将它们设置为零的同时，可能的实施方式是对SENSE方程进行求解。以这种方式，计算多个SENSE解(每个具有被正规化为低值或被设置为零的像素值的不同选择)。最终，最好地描述所采集的信号数据的SENSE解被选择作为切片图像。利用以下知识能够完成将像素值正规化为低值或将像素值设置为零：对于每个平面内位置x、y，仅仅在通过平面方向上的有限数量的坐标包含信号贡献，并且变形的切片的形状根据平面内坐标x、y相对平滑地改变。
对于图4中突出显示的四个像素，在不同的SENSE重建中以下像素被正规化为低值或被设置为零：{P(y1，z1)＝P(y2，z1)＝0}、{P(y1，z1)＝P(y2，z2)＝0}、{P(y1，z2)＝P(y2，z1)＝0}、{P(y1，z2)＝P(y2，z2)＝0}。根据这四个SENSE重建，将P(y2，z1)设置为有效值的解决方案将产生最小的误差，并且因此将被选择作为正确的切片图像。

Claims (11)

1.一种对放置在MR设备(1)的检查体积内的身体(10)的至少部分进行MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：
-使所述身体(10)的所述部分经受RF脉冲的成像序列和切换的磁场梯度，所述成像序列包括：
i)至少一个切片-选择激励RF脉冲或平片-选择激励RF脉冲(21)，其在切片-选择方向或平片-选择方向(z)上存在磁场梯度(G切片)的情况下朝向所述身体(10)的所述部分辐射以激励切片或平片内的磁共振，
ii)一个或多个重聚焦RF脉冲(22)，其在时间上在所述激励RF脉冲(21)之后朝向所述身体(10)的所述部分辐射以生成自旋回波信号，以及
iii)在所述切片-选择方向(z)上的切换的相位编码磁场梯度(23)，其用于对所述自旋回波信号进行相位编码，
-从多个空间上相邻的切片或平片采集经相位编码的自旋回波信号，其中，所述切片或平片的厚度被选择为使得空间上相邻的切片或平片在所述切片-选择方向或平片-选择方向(z)上至少部分地叠加，并且
-使用稀疏约束根据所采集的经相位编码的自旋回波信号来重建MR图像，其中，针对每个切片或平片重建切片图像或平片图像，并且其中，通过组合来自不同切片或平片的切片图像或平片图像的图像值来计算所述MR图像的图像值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述激励RF脉冲(21)的空间激励型线来导出所述稀疏约束。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，根据B0图来导出所述空间激励型线，所述B0图指示主磁场B0的空间分布。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对所述MR图像的重建是迭代的，其中，在对所述MR图像的重建的较早迭代中导出所述稀疏约束并且在对所述MR图像的重建的稍后迭代中应用所述稀疏约束。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，利用在所述切片-选择方向或平片-选择方向(z)上的欠采样从每个切片或平片采集经相位编码的自旋回波信号。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，空间上相邻的切片或平片在所述切片-选择方向或平片-选择方向上叠加至少10％，优选叠加至少30％，最优选叠加至少50％。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述切片-选择方向或平片-选择方向(z)上存在视角倾斜磁场梯度(24)的情况下采集经相位编码的自旋回波信号。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，经由在所述检查体积内具有不同空间敏感性型线的至少两个RF线圈(11、12、13)通过并行信号采集来采集所述自旋回波信号。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，借助于诸如SENSE、SMASH或GRAPPA的并行图像重建算法或借助于压缩感测来执行对所述切片图像的重建。
10.一种MR设备，包括：至少一个主磁体线圈(2)，其用于在检查体积内生成均匀稳定的磁场；许多梯度线圈(4、5、6)，其用于在所述检查体积内生成在不同空间方向上的切换的磁场梯度；至少一个RF线圈(9)，其用于在所述检查体积内生成RF脉冲；至少一个RF线圈(11、12、13)，其用于接收来自被定位在所述检查体积中的患者的身体(10)的至少部分的MR信号；控制单元(15)，其用于控制RF脉冲和切换的磁场梯度的时间连续性；以及重建单元(17)，其用于根据所接收的MR信号来重建MR图像，其中，所述MR设备(1)被布置为执行根据权利要求1-9中的任一项所述的方法。
11.一种存储有计算机程序的数据载体，所述计算机程序要在MR设备(1)上运行并包括用于在所述MR设备(1)上执行根据权利要求1-9中的任一项所述的方法的指令。
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