CN106137198A - 一种磁共振成像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁共振成像方法及装置。该方法包括：基于并行接收到的磁共振感应信号生成多幅K空间图；根据多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像；计算第一子影像与第二子影像之间的相位差；根据相位差更新灵敏度分布图；以及根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像。

Description

一种磁共振成像方法及装置

技术领域

本发明涉及一种医学影像成像的方法及装置，尤其涉及一种磁共振回波平面成像方法及装置。

背景技术

磁共振成像(MRI)技术是临床医学影像采集的一种常用技术。

回波平面成像(Echo-Planar imaging)技术通过在MR的读出梯度方向上连续施加多个正反向切换的脉冲来交替采集MR信号的奇、偶回波。

并行磁共振成像技术(Parallel MRI)采用多个射频接收线圈并行地接收MR感应信号，并通过专门的重建方法来重建出最终的MR影像。现有的重建方法有灵敏度编码(SENSE)方法、SMASH方法等。其中，SENSE方法依赖于对每个接收线圈灵敏度分布图(Sensitivity Map)的准确估计，进而利用灵敏度分布图来重建MR影像。

EPI技术和并行磁共振成像技术能够缩短MR的成像时间。因此，在MRI的一些应用场景中，如：弥散加权成像(Diffusion Weighting Imaging)、功能磁共振成像(functional MRI)等，通常会将这两项技术结合使用。

然而，由于静磁场的不一致性、梯度磁场高速切换产生的涡电流、化学位移等原因，EPI技术采集到的奇回波和偶回波在K空间的相位偏移方向会不同，即：会出现相位不一致性，使得最终生成的影像存在伪影。非EPI的MR成像过程也会由于上述原因产生伪影，但是，非EPI的读出梯度上的脉冲的相位是一致的，不会产生相位不一致性。因此，由于相位不一致性导致的伪影是EPI技术特有的伪影，通常也称作Nyquist伪影或N/2伪影。

现有的一种方法是通过参考扫描(reference scan)来校准上述的相位不一致性，从而抑制N/2伪影。但是，参考扫描需要消耗额外的时间，甚至会将MRI的扫描时间延长一倍。另外，常用的参考扫描只能进行一阶校准，对于高阶的相位不一致性，其无法校准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁共振成像的方法及装置，能够有效地去除EPI中的N/2伪影，还能进一步地减少MR成像时间。

本发明的一个实施例提供了一种磁共振成像方法，包括：基于并行接收到的磁共振感应信号生成多幅K空间图；根据多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像；计算第一子影像与第二子影像之间的相位差；根据相位差更新灵敏度分布图；以及根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像。

本发明另一个实施例提供了一种磁共振成像装置，包括：K空间图生成模块，用于基于并行接收到的磁共振感应信号生成多幅K空间图；子影像生成模块，用于根据多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像；相位差计算模块，用于计算第一子影像与第二子影像之间的相位差；灵敏度分布图更新模块，用于根据相位差更新灵敏度分布图；以及磁共振影像重建模块，用于根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示为本发明的磁共振成像方法的一个实施例的流程示意图；

图2所示为本发明的磁共振成像的过程中的根据多幅K空间图重建出由第一读出梯度脉冲方向所对应的第一子影像和由第二读出梯度脉冲方向所对应的第二子影像的步骤的一个实施例的流程示意图；

图3所示为本发明的磁共振成像装置的一个实施例的示意性框图；

图4所示为被发明技术方案与现有技术对比的有益技术效果图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所做出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中描述的方法及装置，可以用于将EPI和并行磁共振成像技术结合使用的场景。

参考图1，图1所示为本发明的磁共振成像方法的方法100的一个实施例的流程示意图。

如图1所示，在步骤101中，基于并行接收到的磁共振感应信号生成多幅K空间图。

在本发明的一个实施例中，当采用并行磁共振成像技术时，可以通过多个接收线圈同时接收磁共振感应信号，对应于每一个接收线圈接收到的磁共振感应信号，也可生成一幅K空间图。

在步骤102中，根据多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像。

在本发明的一个实施例中，当采用EPI技术时，其读出梯度脉冲序列上包含有多个正、反方向的读出梯度脉冲。因此，步骤101中生成的每一幅K空间图中，都既包含有通过正方向(即：第一方向)的读出梯度脉冲而生成的K空间数据，也包含有通过反方向(即：第二方向)的读出梯度脉冲而生成的K空间数据。

在本发明的一个实施例中，可以通过适当的图像重建算法，用所有由第一方向的读出梯度脉冲得到的K空间数据来重建出一幅子影像(即：第一子影像)。同样，也可以通过适当的图像重建算法，用所有由第二方向的读出梯度脉冲得到的K空间数据来重建出一幅子影像(即：第二子影像)。

在本发明的一个实施例中，还可以对重建得到的第一子影像和第二子影像进行进行低通滤波，以去除由于组织体的磁化系数(tissue susceptibility)等原因引起的噪声和相位误差。

在本发明的一个实施例中，参考图2，步骤102可以进一步包含如下子步骤201至203。

在子步骤201中，将多幅K空间图中的每一幅分拆为由奇数行数据组成的奇数行子图和由偶数行数据组成的偶数行子图。

在本发明的一个实施例中，可以将步骤101得到的多幅K空间图中的每一幅分拆为由其中的奇数行数据组成的奇数行子图和由其中的偶数行数据组成的偶数行子图。这样，如果步骤101得到的K空间图有N幅，则拆分以后会得到2*N幅子图。

在子步骤202中，用所有奇数行子图进行敏感度编码重建得到第一子影像。

在本发明的一个实施例中，可以用子步骤201拆分出的所有N幅奇数行子图进行灵敏度编码重建，由此得到第一子影像。

在子步骤203中，用所有偶数行子图进行敏感度编码重建得到第二子影像。

在本发明的一个实施例中，可以用子步骤201拆分出的所有N幅偶数行子图进行灵敏度编码重建，由此得到第二子影像。

在步骤103中，计算第一子影像与第二子影像之间的相位差。

可以采用任何的计算两幅MR影像相位差的方法，来计算第一子影像与第二子影像之间的相位差。

在步骤104中，根据相位差更新灵敏度分布图。

在本发明的一个实施例中，可以将步骤103得到的相位差叠加到每一幅灵敏度分布图上。这样，就可以将相位差信息包含到并行接收线圈的灵敏度分布图中。

在步骤105中，根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像。

在本发明的一个实施例中，可以将更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图分别施加于多幅K空间图中的奇数行子图和偶数行子图，然后用奇数行子图和偶数行子图进行敏感度编码重建得到磁共振影像。

具体来说，在步骤103中计算相位差时，如果是以奇数行子图作为相位误差计算的参考图，则可以将更新前的灵敏度分布图施加于奇数行子图，并将更新后的灵敏度分布图施加于偶数行子图，然后将这2*N幅子图通过灵敏度编码重建得到最终的磁共振影像。类似地，在步骤103中计算相位差时，如果是以偶数行子图作为相位误差计算的参考图，则可以将更新前的灵敏度分布图施加于偶数行子图，并将更新后的灵敏度分布图施加于奇数行子图，然后将这2*N幅子图通过灵敏度编码重建得到最终的磁共振影像。

至此描述了根据本发明实施例的磁共振成像方法。根据本发明的方法，能够有效地消除磁共振成像中的N/2伪影。此外，由于本发明方法在EPI过程中无需进行参考扫描，因此，能够进一步缩短磁共振成像的时间。

与该方法类似，本发明还提供了相应的装置。

图3所示为本发明的磁共振成像装置的一个实施例的示意性框图。

如图3所示，装置300可以包括：K空间图生成模块301，用于基于并行接收到的磁共振感应信号生成多幅K空间图；子影像生成模块302，用于根据多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像；相位差计算模块303，用于计算第一子影像与第二子影像之间的相位差；灵敏度分布图更新模块304，用于根据相位差更新灵敏度分布图；以及磁共振影像重建模块305，用于根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像。

在本发明的一个实施例中，子影像生成模块302可以进一步包括：K空间图拆分模块，用于将多幅K空间图中的每一幅分拆为由奇数行数据组成的奇数行子图和由偶数行数据组成的偶数行子图；第一子影像重建模块，用于用所有奇数行子图进行敏感度编码重建得到第一子影像；以及第二子影像重建模块，用于用所有偶数行子图进行敏感度编码重建得到第二子影像。

在本发明的一个实施例中，磁共振影像重建模块305可以进一步包括：灵敏度分布图施加模块，用于将更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图分别施加于奇数行子图和偶数行子图；以及敏感度编码重建模块，用于用奇数行子图和偶数行子图进行敏感度编码重建得到磁共振影像。

在本发明的一个实施例中，子影像生成模块302可以进一步包括低通滤波模块，用于对第一子影像和第二子影像进行低通滤波。

在本发明的一个实施例中，灵敏度分布图更新模块304可以进一步包括：用于将相位差叠加到每一幅灵敏度分布图上的模块。

至此描述了根据本发明实施例的磁共振成像装置。与上述方法类似，根据本发明的装置，能够有效地消除磁共振成像中的N/2伪影。此外，由于本发明装置在EPI过程中无需进行参考扫描，因此，能够进一步缩短磁共振成像的时间。

参考图4，图4所示为被发明技术方案与现有技术对比的有益技术效果图。图4中的第一行的三幅影像，采用现有技术对水模或人体器官进行MR扫描得到影像。图4中的第二行的三幅影像，采用本发明的技术方案对同样的水模或人体器官进行MR扫描得到影像。由图4可以看出(特别是图中箭头所指位置)，无论采用自旋回波EPI(SE EPI)还是带有弥散扩展的EPI(DW EPI)，本发明技术方案相对于现有技术都能够更好的抑制N/2伪影。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种磁共振成像方法，其特征是，包括：

基于并行接收到的磁共振感应信号生成多幅K空间图；

根据所述多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像；

计算所述第一子影像与所述第二子影像之间的相位差；

根据所述相位差更新灵敏度分布图；以及

根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对所述多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据所述多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像的步骤进一步包括：

将所述多幅K空间图中的每一幅分拆为由奇数行数据组成的奇数行子图和由偶数行数据组成的偶数行子图；

用所有奇数行子图进行敏感度编码重建得到所述第一子影像；以及

用所有偶数行子图进行敏感度编码重建得到第二子影像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对所述多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像的步骤进一步包括：

将所述更新前的灵敏度分布图和所述更新后的灵敏度分布图分别施加于所述奇数行子图和所述偶数行子图；以及

用所述奇数行子图和所述偶数行子图进行敏感度编码重建得到磁共振影像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据所述多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像的步骤进一步包括：

对所述第一子影像和所述第二子影像进行低通滤波。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据所述相位差更新灵敏度分布图的步骤进一步包括：将所述相位差叠加到每一幅灵敏度分布图上。

6.一种磁共振成像装置，其特征是，包括：

K空间图生成模块，用于基于并行接收到的磁共振感应信号生成多幅K空间图；

子影像生成模块，用于根据所述多幅K空间图重建出由第一方向的读出梯度脉冲所对应的第一子影像和由第二方向的读出梯度脉冲所对应的第二子影像；

相位差计算模块，用于计算所述第一子影像与所述第二子影像之间的相位差；

灵敏度分布图更新模块，用于根据所述相位差更新灵敏度分布图；

以及

磁共振影像重建模块，用于根据更新前的灵敏度分布图和更新后的灵敏度分布图，对所述多幅K空间图进行灵敏度编码重建得到磁共振影像。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述子影像生成模块进一步包括：

K空间图拆分模块，用于将所述多幅K空间图中的每一幅分拆为由奇数行数据组成的奇数行子图和由偶数行数据组成的偶数行子图；

第一子影像重建模块，用于用所有奇数行子图进行敏感度编码重建得到所述第一子影像；以及

第二子影像重建模块，用于用所有偶数行子图进行敏感度编码重建得到第二子影像。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征是，所述磁共振影像重建模块进一步包括：

灵敏度分布图施加模块，用于将所述更新前的灵敏度分布图和所述更新后的灵敏度分布图分别施加于所述奇数行子图和所述偶数行子图；以及

敏感度编码重建模块，用于用所述奇数行子图和所述偶数行子图进行敏感度编码重建得到磁共振影像。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述子影像生成模块进一步包括：

低通滤波模块，用于对所述第一子影像和所述第二子影像进行低通滤波。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述灵敏度分布图更新模块进一步包括：用于将所述相位差叠加到每一幅灵敏度分布图上的模块。