CN107110943A - 磁共振成像设备及其图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁共振成像设备包括：梯度磁场控制器，其向多个切片施加空间编码梯度并且相对于所述多个切片施加第一方向上的梯度磁场；射频(RF)接收器，其从所述多个切片中的每一个接收在与所述第一方向不同的第二方向上欠采样的相应磁共振信号；以及图像处理器，其基于从所述多个切片接收的所述磁共振信号来生成所述多个切片中的每一个的相应磁共振图像。

Description

磁共振成像设备及其图像处理方法
技术领域
一个或多个示例性实施例涉及一种方法，所述方法获取用于生成磁共振图像的数据并且使用磁共振成像设备来生成磁共振图像，以及涉及实现所述方法的磁共振成像设备。
背景技术
磁共振成像(MRI)设备通过使用磁场来拍摄对象，使得以期望的角度获得例如骨、盘、关节或神经腱索的三维(3D)图像。因此，此类设备已广泛用于许多医疗问题的准确疾病诊断。
最近，已经引入了用于对磁共振(MR)信号进行快速成像的多切片成像技术。根据多切片成像技术，在一个重复时间(TR)段中获得对象的多个切片的MR信号，并且所获得的信号与对应于每个位置的图像分离以及然后被重建。在获得MR信号之后，MRI设备可以以叠加形式接收在对象的多个位置处生成的MR信号。
发明内容
技术问题
在用于生成MR图像的多切片成像技术中，由于叠加的MR信号可能会生成缺陷和噪声。
解决方案
磁共振成像设备包括：梯度磁场控制器，其被配置成向多个切片施加空间编码梯度，并且向所述多个切片施加第一方向上的梯度磁场；射频(RF)接收器，被配置成针对所述多个切片中的每一个，接收在与所述第一方向不同的第二方向上欠采样的相应磁共振信号；以及图像处理器，被配置成基于所述多个切片中的每一个的相应磁共振信号，生成所述多个切片中的对应切片的相应磁共振图像。
附图说明
图1是根据示例性实施例的MRI设备的框图；
图2是根据示例性实施例的用于生成MR图像的方法的流程图；
图3是包括附加梯度磁场的自旋回波序列图的实例；
图4示出了通过MRI设备从对象的脑组织选择多个切片的实例；
图5a示出了从多个切片接收的MR信号的实例；
图5b示出从每个切片接收的MR信号；
图5c示出了对从切片接收的MR信号进行成像的实例；
图6a示出了从多个切片接收的MR信号的实例；
图6b示出从每个切片接收的MR信号；
图6c示出了对从切片接收的MR信号进行成像的实例；
图7是根据示例性实施例的用于通过MRI设备生成MR图像的方法的流程图；
图8示出了MRI设备接收的MR信号；
图9示出了通过MRI设备生成每个切片的MR图像的实例；
图10示出了通过经由MRI设备使用分辨率模型来生成MR图像的实例；
图11是根据示例性实施例的MRI设备的框图；并且
图12是根据示例性实施例的通信单元的框图。
最佳模式
一个或多个示例性实施例包括一种方法和设备，其用于通过经由应用多切片成像技术来限制生成叠加的MR信号所引起的缺陷和噪声，生成具有改善的图像质量的磁共振(MR)图像。
另外的方面将在下文描述中部分地阐述并且部分将从说明书中了解到，或者可以通过示例性实施例的实行学习到。
根据一个或多个示例性实施例，磁共振成像设备包括：梯度磁场控制器，其被配置成向多个切片施加空间编码梯度，并且向所述多个切片施加第一方向上的梯度磁场；射频(RF)接收器，被配置成针对所述多个切片中的每一个，接收在与所述第一方向不同的第二方向上欠采样的相应磁共振信号；以及图像处理器，被配置成基于所述多个切片中的每一个的相应磁共振信号，生成所述多个切片中的对应切片的相应磁共振图像。
空间编码梯度可以包括：频率编码梯度，其定义为包括相对于频率方向的梯度的磁场分量；相位编码梯度，其定义为包括相对于相位方向的梯度的磁场分量；以及切片选择梯度，其定义为包括相对于切片方向的梯度的磁场分量。
第一方向可以是切片方向，并且第二方向可以是与第一方向不同的相位方向。
梯度磁场控制器还可以被配置成向多个切片施加第一方向上的梯度磁场，同时向多个切片施加频率编码梯度。
RF接收器还可以被配置成在一个重复时间段中以叠加状态接收每个相应的磁共振信号。
由于向多个切片施加第一方向上的梯度磁场，因此每个相应的磁共振信号可以包括在频率方向上偏移的位置信息。
图像处理器还可以被配置成通过使用并行成像技术和多切片成像技术中的至少一种来内插非测量的磁共振信号。
根据一个或多个示例性实施例，磁共振成像设备包括：梯度磁场控制器，其被配置成向第一切片和第二切片中的每一个施加空间编码梯度，并且向第一切片和第二切片中的每一个施加切片选择梯度；射频(RF)接收器，其被配置成接收第一磁共振信号，所述第一磁共振信号涉及第一切片并且包括频率方向上偏移的位置信息(因为切片选择梯度被施加到第一切片)并且在相位方向上欠采样，并且其被配置成接收第二磁共振信号，所述第二磁共振信号涉及第二切片并且包括频率方向上偏移的位置信息(因为切片选择梯度被施加到第二切片)并且在相位方向上欠采样；以及图像处理器，被配置成基于所接收的第一磁共振信号和第二磁共振信号来生成第一切片和第二切片中的每一个的相应磁共振图像。
RF接收器还可以被配置成在一个重复时间内以叠加状态接收第一磁共振信号和第二磁共振信号。
图像处理器还可以被配置成基于第一切片与第二切片之间的线圈灵敏度信息的差异来分离以叠加状态的第一磁共振信号和第二磁共振信号。
根据一个或多个示例性实施例，一种用于生成磁共振图像的方法包括：向多个切片施加空间编码梯度以及向多个切片施加第一方向上的梯度磁场；对于多个切片中的每一个，接收在与所述第一方向不同的第二方向上欠采样的相应磁共振信号；以及基于多个切片中的每一个的所接收的相应磁共振信号，生成多个切片中的对应切片的相应磁共振图像。
空间编码梯度可以包括：频率编码梯度，其被定义为包括相对于频率方向的梯度的磁场分量；相位编码梯度，其被定义为包括相对于相位方向的梯度的磁场分量；以及切片选择梯度，其被定义为包括相对于切片方向的梯度的磁场分量。
第一方向可以是切片方向，并且第二方向是与第一方向不同的相位方向。
施加第一方向上的梯度磁场可以包含向多个切片施加第一方向上的梯度磁场，同时向该多个切片施加频率编码梯度。
接收每个相应的磁共振信号可以包含在一个重复时间段中以叠加状态接收每个相应的磁共振信号。
由于向多个切片施加第一方向上的梯度磁场，因此每个相应的磁共振信号可以包括在频率方向上偏移的位置信息。
生成多个切片中的每个对应切片的相应磁共振图像可以包括通过使用并行成像技术来内插非测量的磁共振信号，以及通过使用多切片成像技术来生成多个切片中的每个对应切片的相应磁共振图像。
根据一个或多个示例性实施例，一种用于生成磁共振图像的方法包括：向第一切片和第二切片中的每一个施加空间编码梯度；向第一切片和第二切片中的每一个施加被定义为包括相对于切片方向的梯度的磁场分量的切片选择梯度；接收第一磁共振信号，其涉及第一切片并且包括在频率方向上偏移的位置信息(因为将切片选择梯度施加到第一切片并且在相位方向上欠采样)；以及接收第二磁共振信号，其涉及第二切片并且包括在频率方向上偏移的位置信息(因为将切片选择梯度施加到第一切片并且在相位方向上欠采样)；以及基于所接收的第一磁共振信号和第二磁共振信号来生成第一切片和第二切片中的每一个的相应磁共振图像。
接收第一和第二磁共振信号可以包括在一个重复时间内以叠加状态接收第一和第二磁共振信号。
生成第一切片和第二切片中的每一个的相应磁共振图像可以包括基于第一切片与第二切片之间的线圈灵敏度信息的差异，分离叠加状态下的第一和第二磁共振信号；以及基于分离的第一和第二磁共振信号生成第一切片和第二切片中的每一个的相应磁共振图像。
根据一个或多个示例性实施例，提供了一种其上存储有程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序在被计算机执行时执行用于生成磁共振图像的方法，所述方法包括：向第一切片和第二切片中的每一个施加空间编码梯度；向第一切片和第二切片中的每一个施加被定义为包括相对于切片方向的梯度的磁场分量的切片选择梯度；接收第一磁共振信号，其涉及第一切片并且包括在频率方向上偏移的位置信息(因为将切片选择梯度施加到第一切片并且在相位方向上欠采样)；以及接收第二磁共振信号，其涉及第二切片并且包括在频率方向上偏移的位置信息(因为将切片选择梯度施加到第一切片并且在相位方向上欠采样)；以及基于所接收的第一磁共振信号和第二磁共振信号来生成第一切片和第二切片中的每一个的相应磁共振图像。
具体实施方式
现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中加以说明，其中在整个附图中类似的参考数字指代类似的元件。在这点上，本发明的示例性实施例可以具有不同的形式并且不应被解释为限制于在此阐述的这些描述。因此，这些示例性实施例仅是通过参考附图在下文描述以便解释本公开的多个方面。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。当诸如“至少一个”的表达在元件列表之前时，修饰整个元素列表，并且不修饰列表的各个元素。
通过参考示例性实施例和附图的以下详细描述，可以更容易地理解本发明概念的一个或多个示例性实施例的优点和特征及实现其的方法。在这点上，本发明的实施例可以具有不同的形式并且不应被解释为限制于在此阐述的这些描述。相反，提供了这些示例性实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将完全将本示例性实施例的概念传达给本领域普通技术人员，并且本发明概念将仅由所附权利要求限定。
现在将简要描述本文中使用的术语，并且然后将详细描述本发明概念的一个或多个示例性实施例。
包括本文中使用的描述性术语或技术术语的所有术语应被解释为具有对本领域普通技术人员显而易见的含义。然而，根据本领域普通技术人员的意图、先例或新技术的出现，术语可以具有不同的含义。此外，一些术语可以由申请人任意选择，并且在这种情况下，将在本发明概念的详细描述中详细地描述所选术语的含义。因此，本文中使用的术语必须基于术语的含义以及整个说明书中的描述来定义。
当零件“包括”或“包含”元件时，除非存在与其相反的特定描述，否则该零件还可以包括其他元件(不排除其他元件)。此外，相对于本发明概念的示例性实施例的本文使用的术语“单元”是指软件组件或硬件组件(诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)))，并且执行特定功能。然而，术语“单元”不限于软件或硬件。“单元”可以形成为处于可寻址存储介质中，或者可以形成为操作一个或多个处理器。因此，例如，术语“单元”可以指诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件以及任务组件的任何一个或多个组件，并且可包括进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组或变量。由组件和“单元”提供的功能可以与较少数量的组件和“单元”相关联，或者可以分成附加组件和“单元”。
现在将详细参考示例性实施例，其实例在附图中加以说明。在以下描述中，没有详细描述众所周知的功能或结构，以便不会用不必要的细节来模糊示例性实施例。
在本说明书中，“图像”可以指由离散图像元素构成的多维数据(例如，二维(2D)图像中的像素和三维(3D)图像中的体素)。例如，图像可以是由X射线设备、计算机断层摄影(CT)设备、磁共振成像(MRI)设备、超声波诊断设备、或其他医疗成像设备捕获的对象的医疗图像。
此外，在本说明书中，“对象”可以包括人、动物、或人或动物的一部分中的任何一个。例如，对象可以是器官(例如，肝脏、心脏、子宫、脑、胸部、或腹部)、血管或其组合。此外，“对象”可以是模型。模型是指一种其密度、有效原子数和体积与生物体的密度、有效原子数和体积大致相同的材料。例如，模型可以是具有与人体相似的性质的球形模型。
此外，在本说明书中，“用户”可以是但不限于医学专家，诸如医护人员、护士、医学实验室技术人员、或维修医疗设备的技术人员。
此外，在本说明书中，“MR图像”是指通过使用核磁共振原理获得的对象图像。
此外，在本说明书中，“脉冲序列”是指由MRI设备重复施加的连续信号。脉冲序列可以包括射频(RF)脉冲的时间参数，例如重复时间(TR)或回波时间(TE)。
此外，在本说明书中，“脉冲序列示意图”表示在MRI设备中发生的事件的顺序。例如，脉冲序列示意图可以包括示出了根据时间的RF脉冲、梯度磁场、MR信号等的图中的任何一个。
此外，在本说明书中，“TR”可以表示RF脉冲的重复时间。例如，“TR”可以表示在发射第一RF脉冲的时间点与发射第二RF信号的时间点之间的时间。
再进一步，在本说明书中，“空间编码”可以表示通过施加线性梯度磁场来获得根据梯度磁场的轴(方向)的位置信息，所述线性梯度磁场除了由于RF信号引起的质子主轴移相之外，生成质子主轴的附加移相。
MRI系统是一种设备，其被配置用于通过在对比比较中表示MR信号相对于在具有特定强度的磁场中生成的射频(RF)信号的强度，获取对象的一部分的断层图像。例如，如果朝向已经放置在强磁场中的对象瞬间发出仅使得特定原子核(例如，氢原子核)共振的RF信号并且然后停止这种发出，则从该特定原子核发出MR信号，并且因此MRI系统可以接收MR信号并且获取MR图像。MR信号表示从对象发出的RF信号。MR信号的强度可以基于以下中的任何一个或多个来确定：对象的预定原子(例如氢)的密度、松弛时间T1、松弛时间T2、以及血液流动等。
MRI系统包括与其他成像设备的特征不同的特征。与获取根据检测硬件方向的图像的成像设备(诸如CT设备)不同，MRI系统可以获取面向任选点的2D图像或3D体积图像。与CT设备、X射线设备、位置发射断层摄影(PET)设备和单光子发射CT(SPECT)设备不同，MRI系统不会将对象或检查者暴露于辐射；MRI系统可以获取具有高软组织对比度的图像；并且MRI系统可以获取精确捕获异常组织所需的神经图像、血管内图像、肌骨骼图像和肿瘤图像。
图1是根据示例性实施例的MRI设备100的框图。
参考图1，MRI设备100可以包括梯度磁场控制器110、RF接收器120和图像处理器130中的至少一个。
根据本示例性实施例的梯度磁场控制器110可以被配置成控制梯度线圈以便生成空间编码梯度。梯度线圈可以包括分别在沿彼此相互垂直的X轴、Y轴和Z轴的方向上生成梯度磁场的X线圈、Y线圈和Z线圈。此外，空间编码梯度可以包括在沿X轴、Y轴和Z轴的方向上的梯度磁场。
施加到对象的空间编码梯度可以通过引起对象的各个部分的共振频率彼此不同来提供每个部分的位置信息。因此，由于空间编码梯度被施加到对象，通过RF接收器120接收的对象的MR信号可以包括可由3D坐标系表示的位置信息。可替代地，沿X轴、Y轴和Z轴的方向上的梯度磁场可以分别对应于：频率编码梯度，其定义为包括相对于频率方向(例如X轴)的梯度的磁场分量；相位编码梯度，其定义为包括相对于相位方向(例如Y轴)的梯度的磁场分量；以及切片选择梯度，其定义为包括相对于切片方向(例如Z轴)的梯度的磁场分量。
此外，梯度磁场控制器110可以被配置成控制梯度线圈以便附加地生成第一方向上的梯度磁场。第一方向可以是其中施加空间编码梯度的一个梯度的方向。例如，第一方向可以是切片方向(例如，Z轴方向)。在这种情况下，梯度磁场控制器110可以附加地施加空间编码梯度的切片选择梯度，同时向对象施加频率编码梯度。例如，附加地施加到对象的切片选择梯度的信号幅度和施加定时可以与空间编码梯度的频率编码梯度的信号幅度和施加定时相同。
梯度磁场控制器110还可以被配置成通过附加地向对象施加应用切片选择梯度来改变对象的MR信号中包括的位置信息。例如，对象的MR信号可以包括频率方向(例如，X轴方向)上偏移的位置信息。此外，位置信息的偏移程度可以根据接收到MR信号的对象上的位置而变化。在以下描述中，附加地施加到对象的第一方向上的梯度磁场可以被称为“附加梯度”。
根据本示例性实施例的梯度磁场控制器110可以生成脉冲序列信息，以便向多个切片施加空间编码梯度和附加梯度。切片可以是从其获得MR信号以便生成一个MR图像的对象上的单位区域。此外，向多个切片施加梯度磁场可以表示向位于对象上的不连续位置或连续位置处的多个切片施加梯度磁场以一个TR。此外，由梯度磁场控制器110生成的脉冲序列信息可以包括关于以下中的任何一个或多个的信息：施加到梯度线圈的脉冲信号的强度、施加持续时间、或施加定时。
可替代地，梯度磁场控制器110可以被配置成从外部模块(未示出)接收脉冲序列信息。
RF接收器120可以包括至少一个线圈，并且每个线圈可以被配置成接收MR信号。例如，多个线圈可以包括各种通道容量的RF线圈，比如，例如16个通道、32个通道、72个通道和144个通道。
根据本示例性实施例的RF接收器120可以被配置成接收切片在一个TR内发射的MR信号。RF接收器120可以被配置成接收将彼此叠加的各个切片的MR信号。例如，RF接收器120可以通过使用RF控制器(未示出)施加具有多个频率分量的RF脉冲信号来同时接收从切片发出的MR信号。可替代地，RF接收器120同时接收MR信号的事实可以表示RF接收器120在一个读出部分中获得切片的MR信号。
此外，每个切片可以包括在频率方向上(例如，X轴方向)上偏移不同距离的位置信息。
再进一步，RF接收器120可以被配置成接收在与第一方向不同的第二方向上欠采样的MR信号。例如，当第一方向为切片方向(例如，Z轴方向)时，第二方向可以是相位方向(例如，Y轴方向)。RF接收器120可以接收MR信号，其基于由梯度磁场控制器110控制的相位编码梯度在相位方向上欠采样。
可替代地，RF接收器120可以被配置成从对象(未示出)接收MR信号，RF控制器向所述对象施加在k空间中具有螺旋轨迹的螺旋脉冲序列。在这种情况下，RF接收器120可以被配置成在螺旋脉冲序列被施加到对象时接收沿螺旋方向欠采样的MR信号。
根据本示例性实施例的RF接收器120可以被配置成向图像处理器130提供接收的MR信号。因此，提供给图像处理器130的MR信号可以是在相应切片的MR信号彼此叠加时获得的并且在第二方向上欠采样的信号。
图像处理器130可以被配置成通过处理从RF接收器120接收的MR信号来生成MR图像。图像处理器130还可以被配置成对从RF接收器120接收的MR信号执行各种处理功能，诸如放大、频率转换、相位检测、低频放大或滤波。
例如，图像处理器130还可以被配置成将数字数据布置在存储器的k空间(例如被称为傅立叶空间或频率空间)中，并且对数字数据执行2D或3D傅里叶变换，由此生成图像。可替代地，k空间可以是关于MR信号的一组原始数据。k空间可以包括MR信号的位置信息和对比度信息。
根据本示例性实施例的图像处理器130可以被配置成基于切片的MR信号来生成每个切片的MR信号。
此外，图像处理器130可以被配置成接收在第二方向上的切片的MR信号的欠采样结果。根据第二方向上的欠采样的结果，k空间的一些行(例如，k空间的Ky行)可以是空的而不布置有数据。图像处理器130还可以被配置成通过使用并行成像技术来内插非测量信号。例如，并行成像技术可以包括感测(灵敏度编码)方法或广义自动校准部分并行获取(GRAPPA)方法。
图像处理器130可以被配置成通过使用例如GRAPPA技术的自校准来计算空间相关系数或卷积核系数(即在校准信号与邻近校准信号的测量源信号之间的空间相互作用值)，并且通过使用计算的空间相关系数或卷积核系数来估计非测量信号。具体地说，根据GRAPPA技术，通道可以通过使用接收的MR信号和附加的自动校准线(ACS线)来重建k空间的未获取的行。
此外，图像处理器130可以在相应切片的MR信号彼此叠加的状态下获得k空间。每个切片的MR信号可以包括在频率方向(例如，X轴方向)上偏移以切片到切片之间变化的相应距离的相应位置信息。
图像处理器130可以被配置成将切片的MR信号分成每个切片的MR信号。图像处理器130还可以被配置成分离切片的MR信号，并且通过使用多切片成像技术来生成每个切片的MR图像。例如，多层成像技术可以包括切片GRAPPA方法，或并行成像中的多切片控制混杂导致更高加速度(MS-CAIPIRINHA)方法。
图像处理器130还可以被配置成例如，通过使用根据多切片成像技术的切片之间的线圈灵敏度信息的差异，将在叠加状态下接收的切片的MR信号分成每个切片的MR信号。
通常，当通过多切片成像技术分离切片的MR信号时，可能会生成缺陷和噪声。这是因为，在切片的叠加MR信号包括类似位置信息的方面而言，例如，除了切片方向(即Z轴方向)之外，频率方向(即X轴方向)和相位方向(即Y轴方向)彼此类似，切片之间的线圈灵敏度信息的差异可以忽略不计。
由于根据本示例性实施例的MRI设备100获取在频率方向(例如，X轴方向)上偏移不同距离的位置信息(其通过附加梯度对应于每个切片)，因此可以增加切片之间的线圈灵敏度信息的差异。因此，图像处理器130可以生成具有小的缺陷和噪声的MR图像。
此外，如上所述，由于MRI设备100基于与第一方向不同的第二方向上的欠采样的结果来执行并行成像，因此可以减少扫描时间。此外，由于欠采样的MR信号在与频率方向不同的相位方向上混杂，因此切片之间的线圈灵敏度信息的差异不减小。
因此，MRI设备100可以给用户提供具有改善的信噪比(SNR)的MR图像，同时减少扫描时间。
图2是根据示例性实施例的用于生成MR图像的方法的流程图。
参考图2，在操作S110中，根据本示例性实施例的MRI设备100可以向多个切片施加空间编码梯度。切片可以是从其获得MR信号以便生成一个MR图像的对象上的单位区域。此外，向多个切片施加梯度磁场可以表示向位于对象上的不连续位置或连续位置处的多个切片施加梯度磁场以一个TR。
当空间编码梯度被应施加到对象时，对象的各个部分的共振频率被诱导为彼此不同，并且因此可以提供这些部分的位置信息。因此，对象的MR信号可以包括可由3D坐标系表示的位置信息。可以从对象上的相同或相似的组织选择切片。在这种情况下，当空间编码梯度被施加到切片时，每个切片可以发出包括相同或相似的位置信息片段的MR信号，其中除了切片方向(即Z轴方向)之外，频率方向(即X轴方向)和相位方向(即Y轴方向)彼此相似。
此外，空间编码梯度可以包括切片选择梯度、频率编码梯度和相位编码梯度。
在操作S120中，根据本示例性实施例的MRI设备100可以附加地向多个切片施加第一方向上的梯度磁场。第一方向可能是施加空间编码梯度的一个梯度的方向。例如，第一方向可以是切片方向(例如，Z轴方向)。在这种情况下，MRI设备100可以附加地向切片施加切片选择梯度，同时向切片施加空间编码梯度的频率编码梯度。例如，附加地施加到对象的切片选择梯度的施加定时可以与空间编码梯度的频率编码梯度的施加定时相同。在以下描述中，在第一方向上的梯度磁场可以被称为“附加梯度”。
在一些示例性实施例中，MRI设备100可以通过向切片施加附加梯度来改变从每个切片发出的MR信号中包括的位置信息。例如，每个切片的MR信号可以包括频率方向(例如，X轴方向)上偏移的位置信息。此外，位置信息的偏移程度可以根据对象上的每个切片的位置而变化。因此，当将空间编码梯度和附加梯度被施加到切片时，每个切片可以发出包括频率方向(例如，X轴方向)上偏移不同距离的位置信息的MR信号。即使当从相同的组织选择切片时，每个切片的MR信号中包括的位置信息可以根据附加梯度的施加而变化。
在操作S130中，MRI设备100可以接收在与第一方向不同的第二方向上欠采样的切片的MR信号。例如，当第一方向是切片方向时，第二方向可以是相位方向。在这种情况下，MRI设备100可以接收在相位方向上的欠采样的MR信号。
可替代地，MRI设备100可以从对象接收MR信号，已经向所述对象施加了在k空间中具有螺旋轨迹的螺旋脉冲序列。在这种情况下，MRI设备100可以在螺旋脉冲序列被施加到对象时，接收以螺旋方向欠采样的MR信号。
此外，MRI设备100可以接收从切片发出的在叠加状态下的MR信号。例如，同时向切片施加RF信号的MRI设备100可以同时接收从切片发出的MR信号。可替代地，同时接收MR信号的MRI设备100可以表示MRI设备100在一个读出部分中获得切片的MR信号。
在操作S140中，MRI设备100可以基于切片的MR信号生成每个切片的相应MR图像。
MRI设备100可以接收在第二方向上切片的MR信号的欠采样的结果。根据第二方向上的欠采样的结果，k空间的一些行(例如，k空间的Ky行)可以是空的而不布置有数据。MRI设备100可以使用并行成像技术来内插非测量信号。例如，并行成像技术可以包括感测(灵敏度编码)方法或广义自动校准部分并行获取(GRAPPA)方法。
此外，MRI设备100可以在相应切片的MR信号彼此叠加的状态下获得k空间。每个切片的MR信号可以包括频率方向(例如，X轴方向)上偏移的位置信息，所述信息是指其距离从切片到切片变化的相应偏移。
MRI设备100可以将切片的MR信号分成每个切片的MR信号。MRI设备100可以分离切片的MR信号，并且通过使用多切片成像技术来生成每个切片的相应MR图像。例如，多层成像技术可以包括切片GRAPPA方法，或并行成像中的多切片控制混杂导致更高加速度(MS-CAIPIRINHA)方法。
MRI设备100可以例如根据多切片成像技术，通过使用切片之间的线圈灵敏度信息的差异，将在叠加状态下接收的切片的MR信号分成每个切片的MR信号。
这样，在根据本示例性实施例的MRI设备100中，由于从选自相同组织的切片发出的MR信号可以包括不同的位置信息片段，因此可以生成具有改善的SNR的每个切片的相应MR图像。
图3是包括附加梯度的自旋回波序列图的实例。
参考图3，MRI设备100基于自旋回波技术向对象施加空间编码梯度和附加梯度。自旋回波技术可以是包括对信号成像的技术，通过向对象施加90°的RF脉冲并且然后施加作为回聚脉冲的180°的RF脉冲来生成所述信号。此外，空间编码梯度可以包括切片选择梯度(即，“G切片”)310、相位编码梯度(即“G相位”)320和频率编码梯度(即“G频率”)330。
根据本示例性实施例的MRI设备100可以向对象施加RF信号，并且然后施加附加的梯度340-1和340-2，同时向对象施加频率编码梯度330。
可替代地，MRI设备100可以通过向对象施加包括多个频率分量的RF脉冲信号，对于每个TR，从切片接收MR信号。
图4示出了通过使用MRI设备100从对象的脑组织中选择多个切片的实例。如图4所示，MRI设备100可以从对象的脑组织选择第一切片410-1、第二切片410-2、第三切片410-3和第四切片410-4。
图5a示出从切片410-1、410-2、410-3和410-4接收的MR信号的实例。图5b示出了从切片410-1、410-2、410-3和410-4中的每一个接收的MR信号。
参考图5a，MRI设备100可以基于施加空间编码梯度的倾向，相对于切片410-1、410-2、410-3和410-4确定视场(FOV)510-1、510-2、510-3和510-4。FOV是由MRI设备100拍摄的对象的区域，并且可以由空间编码梯度确定。此外，从对象发出的MR信号中包括的位置信息可以对应于2D坐标系(例如，频率方向(G频率)和相位方向(G相位)，除了位置信息的切片方向(G切片)之外)，其由FOV 510-1、510-2、510-3和510-4确定。
如图5b所示，从切片410-1、410-2、410-3和410-4的特定位置接收的MR图像信号可以包括位置信息530-1、530-2、530-3和530-4的相同或类似片段。这样，MRI设备100可以接收在叠加状态下的包含位置信息的相同或相似的片段的切片410-1、410-2、410-3和410-4的MR信号。
图5c示出了对从切片410-1、410-2、410-3和410-4接收的MR信号成像的实例。
参考图5c，MRI设备100可以生成以彼此叠加的切片410-1、410-2、410-3和410-4的MR图像的形式的第一MR图像540。例如，可以在第一MR图像540上的相同或类似的坐标550对包括相同或类似的位置信息片段的MR图像信号进行成像。
例如，MRI设备100可以获得切片之间的线圈灵敏度信息的差异。此外，MRI设备100可以通过使用对应于第一MR图像540的相应坐标的切片410-1、410-2、410-3和410-4之间的线圈灵敏度信息的相应差异，分离切片410-1、410-2、410-3和410-4。
叠加在第一MR图像540的相应坐标处的切片410-1、410-2、410-3和410-4的MR信号可以是从相同线圈或类似线圈接收的信号。因此，对应于第一MR图像540的相应坐标的切片之间的线圈灵敏度信息的差异可以忽略不计。此外，当切片之间的线圈灵敏度信息的差异可以忽略不计时，对于每个切片分离的MR图像可以具有低SNR。
图6a示出从切片410-1、410-2、410-3和410-4接收的MR信号的实例。图6b示出了从每个切片410-1、410-2、410-3和410-4接收的MR信号。
参考图6a，MRI设备100可以通过向切片410-1、410-2、410-3和410-4施加附加梯度，相对于由空间编码梯度确定的切片410-1、410-2、410-3和410-4改变FOV 610-1、610-2、610-3和610-4。因此，MRI设备100可以移动由FOV 610-1、610-2、610-3和610-4确定的2D坐标系(例如，频率方向(G频率)和相位方向(G相位))的参考点615。参考点615的偏移程度可以根据每个切片而变化。因此，基于改变的FOV 610-1、610-2、610-3和610-4，每个切片的MR信号可以包括频率方向(例如，G频率)上偏移的位置信息。
例如，如图6b所示，从切片410-1、410-2、410-3和410-4的特定位置接收的MR图像信号630可以包括位置信息630-1、630-2、630-3和630-4的不同片段。
图6c示出了对从片410-1、410-2、410-3和410-4接收的MR信号成像的实例。
参考图6c，MRI设备100可以生成在沿频率方向移动的位置处叠加的切片410-1、410-2、410-3和410-4的相应MR图像的形式的第二MR图像650。例如，包括位置信息的不同片段的MR信号630-1、630-2、630-3和630-4可以在第二MR图像650上不同的相应坐标660-1、660-2、660-3和660-4处成像。
因此，在第二MR图像650的坐标处叠加的切片410-1、410-2、410-3和410-4的MR信号可以是从不同线圈接收的信号。因此，对应于第二MR图像650的相应坐标的切片之间的线圈灵敏度信息的差异可能彼此不同。
因此，根据本示例性实施例的MRI设备100可以生成具有高SNR的每个切片的相应MR图像。
图7是根据示例性实施例的通过使用MRI设备100来生成MR图像的方法的流程图。
参考图7，在操作S210中，MRI设备100可以向第一切片和第二切片中的每一个施加空间编码梯度。此外，在操作S220中，MRI设备100可以附加地向第一切片和第二切片中的每一个施加切片选择梯度(例如，Z轴方向)。由于切片选择梯度附加地被施加到第一切片和第二切片，每个切片的位置信息可指示频率方向上的相应偏移。
在操作230中，MRI设备100可以具有在频率方向上偏移的位置信息，并且接收在相位方向上欠采样的第一切片和第二切片的MR信号。MRI设备100可以从每个切片获取相应的MR图像信号，其包括在FOV沿频率方向偏移时在频率方向上偏移不同相应距离的位置信息。因此，MRI设备100可以在频率方向上偏移的位置处以叠加状态接收第一切片和第二切片的MR信号。例如，MRI设备100可以在一个TR中同时接收第一切片和第二切片的MR信号。
此外，MRI设备100可以通过欠采样来接收在相位方向上混杂的MR信号。
在操作S240中，MRI设备100可以基于所接收的MR信号，根据并行成像技术内插非测量MR信号。MRI设备100可以通过自校准计算空间相关系数(即校准信号与邻近校准信号的测量源信号之间的空间相互作用值)，并且通过使用计算的空间相关系数来估计非测量信号。
在操作S250中，根据多切片成像技术，MRI设备100可以基于内插MR信号生成每个切片的MR图像。例如，MRI设备100可以例如通过使用切片之间的线圈灵敏度信息的对应差异，将在叠加状态下接收的切片的MR信号分成每个切片的相应MR信号。
此外，MRI设备100可以基于分离的MR信号生成每个切片的相应MR图像。
图8示出了MRI设备100接收的MR信号。
参考图8，当空间编码梯度被施加到第一切片810和第二切片820时，第一切片810和第二切片820的MR信号810-1和820-1中的每一个可以包括位置信息。
另外，由于切片选择梯度被附加地施加到第一切片810和第二切片820中的每一个，因此可以通过偏移的FOV接收第一切片810和第二切片820的MR信号810-2和820-2中的每一个。因此，第一切片810和第二切片820的MR信号810-2和820-2中的每一个可以包括频率方向上偏移的位置信息。
MRI设备100可以在叠加状态830下接收第一切片810和第二切片820的MR信号810-2和820-2，其包括在频率方向上偏移的位置信息。
此外，MRI设备100可以接收MR信号840，其在相位方向上欠采样以便在相位方向上混杂。
由于MRI设备100通过不同的FOV接收相应切片的MR信号，因此彼此叠加的切片之间的线圈灵敏度信息可以彼此不同。因此，MRI设备100可以生成具有改善的SNR的MR图像，同时减少扫描时间。
图9示出了通过使用MRI设备100来生成每个切片的MR图像的实例。
参考图9的图像900-1，MRI设备100可以通过生成包括对应于多个频率的RF脉冲和空间编码梯度脉冲的脉冲序列，从每个切片接收相应的MR信号。MRI设备100可以通过使用切片之间的线圈灵敏度信息来分离切片的相应MR信号。当从对象的相同组织或类似组织选择切片时，切片之间的线圈灵敏度信息的差异可以忽略不计。因此，可能在每个切片的所生成的MR图像中生成缺陷和噪声。
参考图9的图像900-2，根据本示例性实施例的MRI设备100可以生成脉冲序列，以便除了对应于多个频率的RF脉冲和空间编码梯度脉冲之外，还包括切片方向的梯度脉冲。在这种情况下，每个切片的位置信息可以在频率方向上偏移。因此，即使从相同的组织选择切片，MRI设备100也可以通过使用切片之间的线圈灵敏度信息的差异来生成具有高SNR的MR图像。
图10示出了通过使用MRI设备100，使用分辨率模型来生成MR图像的实例。
参考图10，图像1000-1示出了切片的原始图像。MRI设备100可以向每个切片施加空间编码梯度和切片选择梯度，并且接收在相位方向上欠采样的相应MR信号。图像1000-2是在MRI设备100在相位方向上欠采样的MR信号内插之后产生的图像。如图像1000-2所示，相应切片的图像可以在频率方向上偏移以便彼此叠加。此外，图像1000-3示出了通过使用线圈灵敏度信息的差异，通过MRI设备100分离来自图像1000-2的MR图像的相应切片的MR信号的结果。
这样，根据本示例性实施例的MRI设备100可以生成具有改善的SNR的MR图像，同时减少扫描时间。
图11是根据示例性实施例的MRI设备100的框图。
参考图11，MRI设备100可以包括：机架20、信号收发器30、监控单元(本文中也被称为“监控器”)40、系统控制单元(本文中也被称为“系统控制器”)50、以及操作单元(本文中也被称为“操作器”)60。
机架20防止由主磁体22、梯度线圈24和RF线圈26产生的电磁波的外部发射。在机架20的孔中形成静磁场和梯度磁场，并且朝向对象10发出RF信号。
主磁体22、梯度线圈24和RF线圈26可以布置在机架20的预定方向上。预定方向可以是同轴柱形方向。对象10可以设置在能够沿圆柱体的水平轴线插入圆柱体中的台28上。
主磁体22生成静磁场或静态磁场以用于使对象10的原子核的磁偶极矩沿恒定方向对齐。由于主磁体22所生成的磁场强且均匀，可以获得对象10的精确和准确的MR图像。
梯度线圈24包括用于在以直角彼此交叉(即彼此正交)的X轴、Y轴和Z轴方向上生成梯度磁场的X线圈、Y线圈和Z线圈。梯度线圈24可以通过根据对象10的区域可变地诱发共振频率，提供对象10的每个区域的位置信息。
RF线圈26可以朝向患者发出RF信号并且接收从患者发射的MR信号。详细地说，RF线圈26可以朝向患者中包括的并且具有旋进运动的原子核发射其频率与旋进运动频率相同的RF信号，停止发射RF信号，并且然后接收从患者中包括的原子核发出的MR信号。
例如，为了将原子核从低能态变换到高能态，RF线圈26可以生成电磁波信号(即对应于原子核类型的RF信号)并且向对象10施加电磁波信号。当RF线圈26生成的电磁波信号被施加到原子核时，原子核可以从低能态变换到高能态。然后，当由RF线圈26生成的电磁波消失时，向其施加电磁波的原子核从高能态转移到低能态，由此发出具有拉莫尔频率的电磁波。在这方面，当停止向原子核施加电磁波信号时，原子核的能级从高能级变为低能级，并且因此原子核可以发出具有拉莫尔频率的电磁波。RF线圈26可以从对象10中包括的原子核接收电磁波信号。
RF线圈26可以被实现为一个RF发射和接收线圈，其具有生成电磁波的功能(每个所述电磁波具有对应于原子核类型的RF)、以及接收从原子核发出的电磁波的功能。可替代地，RF线圈26可以被实现为具有生成电磁波(每个所述电磁波具有对应于原子核的类型的RF)的功能的发射RF线圈、以及具有接收从原子核发出的电磁波的功能的接收RF线圈。
RF线圈26可以固定到机架20或可以是可拆卸的。当RF线圈26可拆卸时，RF线圈26可以是被配置用于对象的一部分的RF线圈，诸如头部RF线圈、胸部RF线圈、腿部RF线圈、颈部RF线圈、肩部RF线圈、腕部RF线圈、或脚踝RF线圈。
RF线圈26可以通过线路和/或无线地与外部设备通信，并且还可以基于对应的通信频带执行双调谐通信。
RF线圈26可以是基于对应结构的鸟笼线圈、表面线圈或横向电磁(TEM)线圈。
RF线圈26可以是发射专用线圈、接收专用线圈、或基于发射和接收RF信号的对应方法的发射和接收线圈。
RF线圈26可以是包括任何各种数量的通道的RF线圈，诸如16个通道、32个通道、72个通道和144个通道。
机架20还可以包括设置在机架20外部的显示器29、以及设置在机架20内部的显示器(未示出)。机架20可以通过设置在机架外部的显示器29以及通过设置在机架20内部的显示器，向用户或对象10提供预定信息。
信号收发器30可以基于预定MR序列来控制在机架20内(即在孔中)形成的梯度磁场，并且可以控制RF信号和MR信号的发射和接收。
信号收发器30可以包括：梯度放大器32、发射和接收开关34、RF发射器36和RF接收器38。
梯度放大器32驱动机架20中包括的梯度线圈24，并且可以在梯度磁场控制器54的控制下向梯度线圈24供应用于生成梯度磁场的脉冲信号。通过控制从梯度放大器32供应到梯度线圈24的脉冲信号，可以合成X轴、Y轴和Z轴方向上的梯度磁场。
根据本示例性实施例的梯度磁场控制器54可以通过梯度放大器32向梯度线圈24供应脉冲信号，以便附加地生成包括相应磁场分量(所述相应磁场分量在X轴、Y轴和Z轴方向中的每一个上具有梯度)的空间编码梯度和Z轴方向上的梯度磁场。
RF发射器36和RF接收器38可以驱动RF线圈26。RF发射器36可以将以拉莫尔频率的RF脉冲供应到RF线圈26，并且RF接收器38可以接收由RF线圈26接收的MR信号。
根据本示例性实施例的RF接收器38可以接收MR信号，其包括基于空间编码梯度的位置信息。此外，RF接收器38可以接收包括X轴方向上偏移的位置信息的MR信号，因为Z轴方向上的梯度磁场被附加地施加到对象。
再进一步，RF接收器38可以接收在Y轴方向上欠采样的MR信号。可替代地，RF接收器38可以接收沿螺旋方向欠采样的MR信号。
发射和接收开关34可以调整RF信号和MR信号的发射和接收方向。例如，发射和接收开关34可以在发射模式期间通过RF线圈26朝向对象10发出RF信号，并且在接收模式期间通过RF线圈26从对象10接收MR信号。RF控制器56所输出的控制信号可以控制发射和接收开关34。
监控单元40可以监控或控制机架20或安装在机架20上的装置。监控单元40可以包括：系统监控单元(本文中也称为“系统监控器”)42、对象监控单元(在本文中也称为“对象监控器”)44、台控制器46和显示控制器48。
系统监控单元42可以监控和控制：静磁场的状态、梯度磁场的状态、RF信号的状态、RF线圈26的状态、台28的状态、测量与对象10有关的身体信息的装置的状态、电源状态、热交换器的状态和压缩机的状态。
对象监控单元44监控对象10的状态。详细地，对象监控单元44可以包括以下中的任何一个或多个：被配置用于观察对象10的移动或位置的相机、被配置用于测量对象10的呼吸的呼吸测量器、被配置用于测量对象10的电活动的心电图(ECG)测量器、和/或被配置用于测量对象10的温度的温度测量器。
台控制器46控制对象10所处的台28的移动。台控制器46可以基于序列控制器50的序列控制来控制台28的移动。例如，在移动对象10的成像期间，台控制器46可以基于序列控制器50的序列控制连续地或不连续地移动台28，并且因此可以在比机架20的视场(FOV)更大的视场中拍摄对象10。
显示控制器48控制设置在机架20外部的显示器29以及设置在机架20内部的显示器。详细地，显示控制器48可以控制显示器29和内部显示器的开或关，并且可以控制将在显示器29和内部显示器中的任一个或两者上输出的屏幕图像。此外，当扬声器位于机架20的内部或外部时，显示控制器48可以控制扬声器的开或关，或者可以控制声音通过扬声器输出。
系统控制单元50可以包括用于控制在机架20中形成的信号序列的序列控制器52、以及用于控制机架20和安装在机架20上的装置的机架控制器58。
序列控制器52可以包括：梯度磁场控制器54，其被配置用于控制梯度放大器32；以及RF控制器56，其被配置用于控制RF发射器36、RF接收器38以及发射和接收开关34。序列控制器52可以基于从操作单元60接收的脉冲序列，控制梯度放大器32、RF发射器36、RF接收器38以及发射和接收开关34。特别地，脉冲序列包括控制梯度放大器32、RF发射器36、RF接收器38以及发射和接收开关34所需的全部信息。例如，脉冲序列可以包括关于将施加到梯度线圈24的脉冲信号的强度、施加时间和施加定时的信息。
根据本示例性实施例的序列控制器52可以从操作单元60接收自旋回波技术的脉冲序列，该脉冲序列包括具有多个频率分量的RF信号、空间编码梯度脉冲和Z轴方向的梯度脉冲。
此外，序列控制器52可以从操作单元60接收在k空间中具有螺旋轨迹的至少一个螺旋RF脉冲序列。
操作单元60可以请求系统控制单元50发射脉冲序列信息，同时控制MRI设备100的整体操作。
操作单元60可以包括：被配置用于接收和处理由RF接收器38接收的MR信号的图像处理器62、输出单元(在本文中也称为“输出装置”)64、以及输入单元(本文中也称为“输入装置”)66。
图像处理器62可以处理从RF接收器38接收的MR信号，以便生成对象10的MR图像数据。
图像处理器62接收由RF接收器38接收的MR信号，并且对所接收的MR信号执行各种信号处理中的任何一个，诸如放大、频率变换、相位检测、低频放大和滤波。
图像处理器62可以将数字数据布置在存储器的k空间(例如，也称为傅立叶空间或频率空间)中，并且通过2D或3D傅里叶变换将数字数据重新布置成图像数据。
如果需要的话，图像处理器62可以对图像数据执行组合处理或差分计算处理。组合处理可以包括对像素的加法处理或最大强度投影(MIP)处理。图像处理器62不仅可以在存储器(未示出)或外部服务器中存储重新布置的图像数据，还可以存储对其执行组合处理或差分计算处理的图像数据。
图像处理器62可以并行地对MR信号执行任何信号处理。例如，图像处理器62可以对由多通道RF线圈接收的多个MR信号并行地执行信号处理，以便将多个MR信号重新布置成图像数据。
根据本示例性实施例的图像处理器62可以接收欠采样MR信号并且在k空间中内插非测量数据。例如，图像处理器62可以基于比如例如GRAPPA或SENSE的并行成像技术来估计非测量数据。
此外，图像处理器62可以将切片的MR信号分成每个切片的相应MR信号。例如，图像处理器62可以基于多片成像技术(比如例如切片GRAPPA或多切片CAIPIRINHA)将切片的MR信号分成每个切片的MR信号。图像处理器62可以基于对应切片之间的线圈灵敏度信息的相应差异来分离切片的MR信号。
此外，图像处理器62可以基于分离的MR信号生成每个切片的图像数据。
输出单元64可以向用户输出由图像处理器62生成或重新布置的图像数据。输出单元64还可以输出用户操纵MRI设备100所需的信息，诸如用户界面(UI)、用户信息和/或对象信息。输出单元64可以包括以下中的任何一个：扬声器、打印机、阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光装置(OLED)显示器、场发射显示器(FED)、发光二极管(LED)显示器、真空荧光显示器(VFD)、数字光处理(DLP)显示器、平板显示器(FPD)、三维(3D)显示器、透明显示器、和/或本领域普通技术人员众所周知的其他各种输出装置中的任一种。
用户可以通过使用输入单元66来输入以下中的任何一个：对象信息、参数信息、扫描条件、脉冲序列、或关于图像构成或差分计算的信息。输入单元66可以包括以下中的任何一个：键盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、手势识别器、触摸屏、和/或本领域普通技术人员众所周知的其他各种输入装置中的任一种。
信号收发器30、监控单元40、系统控制单元50和操作单元60是图11中的单独组件，但对于本领域普通技术人员显而易见的是，信号收发器30、监控单元40、系统控制单元50和操作单元60的相应功能可以由另一个组件执行。例如，图像处理器62将从RF接收器38接收的MR信号转换成图1中的数字信号，但可替代地，将MR信号转换成数字信号可以由RF接收器38或RF线圈26执行。
机架20、RF线圈26、信号收发器30、监控单元40、系统控制单元50和操作单元60可以通过线路或无线地彼此连接，并且当它们被无线地连接时，MRI设备100还可以包括被配置用于同步化其间的时钟信号的设备(未示出)。可以通过使用高速数字接口(诸如低压差分信令(LVDS))、异步串行通信(诸如通用异步接收发射机(UART))、低延迟网络协议(诸如错误同步串行通信或控制器局域网(CAN))、光通信、或本领域普通技术人员众所周知的任何其他各种通信方法来执行机架20、RF线圈26、信号收发器30、监控单元40、系统控制单元50和操作单元60之间的通信。
图12是根据示例性实施例的通信单元70的框图。参考图12，通信单元70可以连接到图11的机架20、信号收发器30、监控单元40、系统控制单元50和操作单元60中的至少一个。
通信单元70可以向医院服务器和/或医院中的通过图像存档及通信系统(PACS)连接的另一个医疗设备发射数据并且从其接收数据，以及根据医学数字成像和通信(DICOM)标准执行数据通信。
如图12所示，通信单元70可以通过线路或无线地连接到网络80，以便与服务器92、医疗设备94和/或便携式装置96通信。
详细地，通信单元70可以通过网络80发射和接收与对象的诊断相关的数据，并且还可以发射和接收由医疗设备94(诸如CT设备、MRI设备、或X射线设备)拍摄的医疗图像。此外，通信单元70可以从服务器92接收对象的诊断历史或治疗计划，并且使用它来诊断对象。通信单元70不仅可以与医院中的服务器92或医疗设备94进行数据通信，而且还可以与便携式装置96(诸如医生或患者的移动电话、个人数字助理(PDA)、和/或膝上型计算机)进行数据通信。
另外，通信单元70可以通过网络80向用户发射信息(其涉及MRI设备100的故障或涉及医疗图像质量)，并且从用户接收关于信息的反馈。
通信单元70可以包括被配置成能够与外部设备通信的至少一个组件。
例如，通信单元70可以包括以下中的一个或多个：局域通信模块72、有线通信模块74和无线通信模块76。局域通信模块72是指被配置用于在预定距离内与设备进行局域通信的模块。根据示例性实施例的局域通信技术的实例包括但不限于：无线局域网(LAN)、无线保真(Wi-Fi)、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi直连(WFD)、超宽带(UWB)、红外数据协会(IrDA)、蓝牙低功耗(BLE)和近场通信(NFC)。
有线通信模块74是指被配置用于通过使用电信号或光信号进行通信的模块。根据示例性实施例的有线通信技术的实例包括使用对绞电缆、同轴电缆和光纤电缆的有线通信技术、以及其他众所周知的有线通信技术。
无线通信模块76在移动通信网络中向基站、外部设备和服务器中的至少一个发射无线信号并且从其接收无线信号。在这方面，无线信号可以包括以下中的任何一种：语音呼叫信号、视频呼叫信号、和/或根据文本/多媒体消息的发射和接收的各种格式中的任一种的数据。
本发明概念的示例性实施例可以被写作计算机程序，并且可以在使用暂时性或非暂时性计算机可读记录介质来执行程序的通用数字计算机中实现。
非暂时性计算机可读记录介质的实例包括：磁存储介质(例如，只读存储器(ROM)、软盘、硬盘等)、光记录介质(例如，压缩盘-只读存储器(CD-ROM))、或数字通用盘(DVD))等。
虽然已参照本发明概念的示例性实施例特定地示出并描述了本发明概念，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由以下权利要求书界定的本发明概念的范围和主旨的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，上述示例性实施例及其所有方面仅是实例而不是限制。

Claims (15)

1.一种磁共振成像设备，其包含：
梯度磁场控制器，其被配置成向多个切片施加空间编码梯度，并且向所述多个切片施加第一方向上的梯度磁场；
射频(RF)接收器，其被配置成针对所述多个切片中的每一个，接收在与所述第一方向不同的第二方向上欠采样的相应磁共振信号；以及
图像处理器，其被配置成基于所述多个切片中的每一个的相应磁共振信号，生成所述多个切片中的对应切片的相应磁共振图像。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像设备，其中所述空间编码梯度包括：频率编码梯度，其定义为包含相对于频率方向的梯度的磁场分量；相位编码梯度，其定义为包括相对于相位方向的梯度的磁场分量；以及切片选择梯度，其定义为包括相对于切片方向的梯度的磁场分量。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像设备，其中所述第一方向是所述切片方向，并且所述第二方向是与所述第一方向不同的所述相位方向。
4.根据权利要求2所述的磁共振成像设备，其中所述梯度磁场控制器还被配置成向所述多个切片施加所述第一方向上的梯度磁场，同时向所述多个切片施加所述频率编码梯度。
5.根据权利要求2所述的磁共振成像设备，其中所述RF接收器还被配置成在一个重复时间段中以叠加状态接收每个相应的磁共振信号。
6.根据权利要求5所述的磁共振成像设备，其中由于向所述多个切片施加所述第一方向上的所述梯度磁场，因此每个相应的磁共振信号包含在所述频率方向上偏移的位置信息。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像设备，其中所述图像处理器还被配置成通过使用并行成像技术来内插非测量的磁共振信号，以及通过使用多切片成像技术来生成所述多个切片中的每个对应切片的相应磁共振图像。
8.一种用于生成磁共振图像的方法，所述方法包含：
向多个切片施加空间编码梯度，并且向所述多个切片施加第一方向上的梯度磁场；
针对所述多个切片中的每一个，接收在与所述第一方向不同的第二方向上欠采样的相应磁共振信号；以及
基于所述多个切片中的每一个的所接收的相应磁共振信号，生成所述多个切片中的对应切片的相应磁共振图像。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述空间编码梯度包含：频率编码梯度，其定义为包括相对于频率方向的梯度的磁场分量；相位编码梯度，其定义为包括相对于相位方向的梯度的磁场分量；以及切片选择梯度，其定义为包括相对于切片方向的梯度的磁场分量。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一方向是所述切片方向，并且所述第二方向是与所述第一方向不同的所述相位方向。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述施加所述第一方向上的所述梯度磁场包含向所述多个切片施加所述第一方向上的梯度磁场，同时向所述多个切片施加所述频率编码梯度。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述接收每个相应的磁共振信号包含在一个重复时间段中以叠加状态接收每个相应的磁共振信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中由于向所述多个切片施加所述第一方向上的所述梯度磁场，因此每个相应的磁共振信号包含在所述频率方向上偏移的位置信息。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述生成所述多个切片中的每个对应切片的所述相应磁共振图像包含：
通过使用并行成像技术来内插非测量的磁共振信号；以及
通过使用多切片成像技术来生成所述多个切片中的每个对应切片的相应磁共振图像。
15.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序在被计算机运行时执行如权利要求8所述的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114338936A (zh) * 2020-09-28 2022-04-12 佳能医疗系统株式会社 图像处理装置及方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102349449B1 (ko) 2014-12-11 2022-01-10 삼성전자주식회사 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치의 영상 처리 방법
KR101797674B1 (ko) * 2016-02-12 2017-11-15 삼성전자주식회사 자기 공명 영상 촬영 장치 및 그에 따른 자기 공명 영상 촬영 방법
DE102016218955B4 (de) * 2016-09-30 2019-02-14 Siemens Healthcare Gmbh Optimiertes Magnetresonanz-Schichtmultiplexing-Verfahren
KR101820774B1 (ko) * 2016-10-31 2018-01-23 가천대학교 산학협력단 혈관 조영술용 자기공명영상장치
KR20180085976A (ko) * 2017-01-20 2018-07-30 삼성전자주식회사 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치의 제어 방법
KR102045998B1 (ko) * 2017-04-11 2019-11-18 한국과학기술원 다중 반복시간을 이용한 자기공명영상 뉴런진동 검출방법
US11185248B2 (en) 2017-04-11 2021-11-30 Korea Advanced Institute Of Science And Technology MRI approach of multiple times to repeat for detection of neuronal oscillations
KR102336058B1 (ko) 2020-07-14 2021-12-07 주식회사 휴런 자기공명영상을 이용한 대뇌 미세출혈 탐지 장치 및 방법
WO2023129630A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Systems and methods for magnetic resonance fingerprinting with increased volumetric coverage using deep learning reconstruction

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101259018A (zh) * 2006-12-07 2008-09-10 Ge医疗系统环球技术有限公司 磁共振成像设备和磁共振成像方法
US20090278538A1 (en) * 2008-05-07 2009-11-12 Jyh-Horng Chen Method and apparatus for simultaneously acquiring multiple slices/slabs in magnetic resonance system
CN102309325A (zh) * 2010-07-02 2012-01-11 株式会社东芝 磁共振成像装置及磁共振成像方法
CN102870000A (zh) * 2010-02-25 2013-01-09 Mcw研究基金会股份有限公司 使用单个和多个通道接收器线圈的用于同时多切片磁共振成象的方法
US20130099784A1 (en) * 2011-04-22 2013-04-25 Kawin Setsompop Method for Magnetic Resonance Imaging with Controlled Aliasing
CN103649765A (zh) * 2011-04-11 2014-03-19 皇家飞利浦有限公司 具有b1绘制的mr成像
CN103720475A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 三星电子株式会社 医学图像成像方法及使用所述方法的医学诊断设备
CN103767705A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 三星电子株式会社 磁共振成像系统和磁共振成像方法
US20140225612A1 (en) * 2013-02-13 2014-08-14 Jonathan R. Polimeni System and method for rapid, multi-shot segmented magnetic resonance imaging

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3117670B2 (ja) * 1997-10-30 2000-12-18 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 マルチスライスｍｒイメージング方法およびｍｒｉ装置
US6998841B1 (en) * 2000-03-31 2006-02-14 Virtualscopics, Llc Method and system which forms an isotropic, high-resolution, three-dimensional diagnostic image of a subject from two-dimensional image data scans
DE10318682B4 (de) 2003-04-24 2011-12-29 Peter M. Jakob Beschleunigte Magnet-Resonanz-Bildgebung im Rahmen der parallelen Akquisition von MRT-Daten
US8405395B2 (en) * 2010-04-15 2013-03-26 The General Hospital Corporation Method for simultaneous multi-slice magnetic resonance imaging
US8934691B2 (en) * 2011-04-06 2015-01-13 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for motion compensated MR parallel imaging
KR101343029B1 (ko) * 2011-11-08 2013-12-18 한국과학기술원 자기 공명 영상 장치 및 그 제어 방법
JP5972698B2 (ja) * 2012-07-23 2016-08-17 東芝メディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴撮像装置
KR101967242B1 (ko) * 2012-11-14 2019-04-09 삼성전자주식회사 자기공명영상 시스템 및 자기공명영상 방법
KR20160029586A (ko) * 2014-09-05 2016-03-15 삼성전자주식회사 자기 공명 영상 장치 및 그 동작방법
KR102349449B1 (ko) 2014-12-11 2022-01-10 삼성전자주식회사 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 장치의 영상 처리 방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101259018A (zh) * 2006-12-07 2008-09-10 Ge医疗系统环球技术有限公司 磁共振成像设备和磁共振成像方法
US20090278538A1 (en) * 2008-05-07 2009-11-12 Jyh-Horng Chen Method and apparatus for simultaneously acquiring multiple slices/slabs in magnetic resonance system
CN102870000A (zh) * 2010-02-25 2013-01-09 Mcw研究基金会股份有限公司 使用单个和多个通道接收器线圈的用于同时多切片磁共振成象的方法
CN102309325A (zh) * 2010-07-02 2012-01-11 株式会社东芝 磁共振成像装置及磁共振成像方法
CN103649765A (zh) * 2011-04-11 2014-03-19 皇家飞利浦有限公司 具有b1绘制的mr成像
US20130099784A1 (en) * 2011-04-22 2013-04-25 Kawin Setsompop Method for Magnetic Resonance Imaging with Controlled Aliasing
CN103720475A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 三星电子株式会社 医学图像成像方法及使用所述方法的医学诊断设备
CN103767705A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 三星电子株式会社 磁共振成像系统和磁共振成像方法
US20140225612A1 (en) * 2013-02-13 2014-08-14 Jonathan R. Polimeni System and method for rapid, multi-shot segmented magnetic resonance imaging

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114338936A (zh) * 2020-09-28 2022-04-12 佳能医疗系统株式会社 图像处理装置及方法

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US10254365B2 (en) 2019-04-09
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KR102349449B1 (ko) 2022-01-10
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