CN108957375A - 磁共振成像方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

磁共振成像方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种磁共振成像方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取目标对象的三维点扩散函数；获取目标对象的灵敏度图；通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，三维欠采数据与灵敏度图的成像视野相同；根据三维点扩散函数和灵敏度图对三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。解决了现有的磁共振成像方法很难兼顾较高的图像质量和较短的数据采样时间的技术问题，实现了在保证图像质量的同时降低数据采样时间的技术效果。

Description

磁共振成像方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种磁共振成像方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
作为无辐射的临床诊断影像，磁共振图像越来越广泛地应用于临床诊断，但现有的磁共振成像方法很难兼顾较高的图像质量和较短的数据采样时间，因此在临床使用过程中，人们往往需要根据需求的侧重点在二者之间进行选择。
发明内容
本发明实施例提供了一种磁共振成像方法、装置、设备及存储介质，解决现有的磁共振成像方法很难兼顾较高的图像质量和较短的数据采样时间的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种磁共振成像方法，包括：
获取目标对象的三维点扩散函数(point spread function，简称PSF)；
获取目标对象的灵敏度图(sensitivity map)；
通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法(wave controlled aliasing inparallel imaging，简称wave-CAIPI)调整平衡稳态自由旋进脉冲序列(three-dimensionbalanced steady-state free precession，简称3D bSSFP)的编码策略，其中，所述编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；
基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，所述三维欠采数据与所述灵敏度图的成像视野相同；
根据所述三维点扩散函数和所述灵敏度图对所述三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。
第二方面，本发明实施例还提供了一种磁共振成像装置，包括：
三维点扩散函数获取模块，用于获取目标对象的三维点扩散函数；
灵敏度图获取模块，用于获取目标对象的和灵敏度图；
编码策略调整模块，用于通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，所述编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；
三维欠采数据获取模块，用于基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，所述三维欠采数据与所述灵敏度图的成像视野相同；
重建模块，用于根据所述三维点扩散函数和所述灵敏度图对所述三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。
第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的磁共振成像方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的磁共振成像方法。
本发明实施例提供的磁共振成像方法，包括：获取目标对象的三维点扩散函数；获取目标对象的灵敏度图；通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，三维欠采数据与灵敏度图的成像视野相同；根据三维点扩散函数和灵敏度图对三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。通过平衡稳态自由旋进脉冲序列所获得的磁共振图像具有高空间分辨率和高信噪比，能够更清晰的显示组织结构，有效的降低了容积效应，同时其特有的T2/T1加权对比度，在临床诊断中有助于分辨某些特定的组织结构或病灶，如心肌、肿瘤等；波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法利用正弦/余弦磁场梯度分散K空间信号，并对相位方向和选层方向的编码策略进行调整，达到降低几何因子的目的，从而在保证图像质量的前提下，提高三维平衡稳态自由旋进脉冲序列的加速倍数，且具有较高的鲁棒性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的磁共振成像方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的梯度回波序列图；
图3是本发明实施例一提供的基于波浪可控混叠的快速并行成像方法的数据采集策略示意图(2×2倍加速)；
图4是本发明实施例一提供的基于波浪可控混叠的快速并行成像方法的数据采集策略示意图(3×3倍加速)；
图5是本发明实施例一提供的编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列图。
图6是本发明实施例二提供的三维点扩散函数获取方法的流程图；
图7是本发明实施例二提供的选层方向上的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列图；
图8是本发明实施例二提供的相位方向上的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列图；
图9是本发明实施例二提供的选层方向施加余弦梯度磁场的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列图；
图10是本发明实施例二提供的相位方向施加余弦梯度磁场的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列图；
图11是本发明实施例三提供的仿体2×2倍加速测试结果；
图12是本发明实施例三提供的仿体3×3倍加速测试结果；
图13是本发明实施例三提供的人脑2×2倍加速测试结果；
图14是本发明实施例三提供的人脑3×3倍加速测试结果；
图15是本发明实施例四提供的磁共振成像装置的结构框图；
图16为本发明实施例五提供的设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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。
目前，三维平衡稳态自由旋进方法在磁共振成像(magnetic resonance imaging，简称MRI)领域有着广泛的应用，在商用磁共振中也被称为：真稳态进动快速成像方法(truefast imaging with steady-state precession，简称true-FISP)。三维平衡稳态自由旋进方法具有磁共振三维成像的高空间分辨率的特点，能够更清晰的显示组织结构，有效的降低了容积效应；在每个重复时间(repetition time，简称TR)内，三维平衡稳态自由旋进方法在三个方向(选层方向、读出方向和相位方向)所施加的净磁场梯度为零，该结构有效的利用了未散相自旋子所具有的磁共振信号，使得三维平衡稳态自由旋进方法具有很高的信噪比；此外，三维平衡稳态自由旋进方法在重复时间(TR)内的磁场梯度为零这一结构，使其具有独特的T2/T1对比度，该对比度在临床诊断中有助于分辨某些特定的组织结构或病灶，如心肌、肿瘤等。然而，由于该方法的磁共振三维成像所需采集的数据量大，扫描的时间很长，时间分辨率较低，限制了该技术在诸多领域的应用，如针对运动组织(心脏和腹部)的成像等；此外，过长的扫描时间也容易引起病患的不适。
为了减少平衡稳态自由旋进方法的数据采集时间，现有技术利用并行成像技术(parallel imaging，简称PI)和压缩感知技术(compressed sensing，简称CS)进行加速。并行成像技术，如灵敏度编码技术(sensitivity encoding，简称SENSE)、整体自动校准部分并行采集技术(generalized autocalibrating partially parallel acquisitions，简称GRAPPA)和部分傅里叶重建技术(partial Fourier reconstruction，简称PF)，仅采集部分K空间数据，并利用多通道线圈或欠采K空间所含有的先验信息，重建完整图像，以实现加速采集的目的，然而通过并行成像技术加速后的图像会有根号加速倍数(其中R为加速倍数)和几何因子倍数的信噪比损失，且多通道线圈的性能、先验信息的准确性和重建模型对几何因子的影响较大，因此，在保证图像质量的前提下，利用并行成像技术加速所获得的加速倍数有限，通常为2至4倍。压缩感知技术通过在目标函数中添加L-1范数的约束，对欠采数据进行重建，通常能达到4倍以上加速，但是，压缩感知技术中L-1范数的正则化参数往往需要人为选取，不恰当的正则化参数会导致重建图像出现过渡平滑的问题。
需要说明的是，几何因子也被称为“噪声放大因子”，它是并行成像特有的，对线圈分离的一个度量。取决于每一个点被重复采集的个数以及对应的线圈敏感性差异，并不是一个常数，而是随图像位置变化而变化，表示与特定射频线圈配置分离通过混叠而叠加的像素的能力有关的有效信噪比中的减小。几何因子越大，则最终得到的磁共振图像的信噪比越小。
综上，现有基于平衡稳态自由旋进方法的加速技术，要么加速倍数有限，要么存在不稳定因素。为了在保证成像质量的前提下，进一步减少基于平衡稳态自由旋进方法的数据采集时间，本发明实施例提出了一种磁共振成像方法、装置、设备及存储介质，下面先对磁共振成像方法进行详细说明。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的磁共振成像方法的流程图。本实施例的技术方案适用于在不影响磁共振成像质量的前提下缩短数据采集时间的情况。该方法可以由本发明实施例提供的磁共振装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在处理器中应用。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
S101、获取目标对象的三维点扩散函数。
获取目标对象的三维点扩散函数，并通过三维点扩散函数(point spreadfunction，PSF)对频域空间(k空间)采样轨迹进行校正。
S102、获取目标对象的灵敏度图。
为了加快磁共振图像的数据采集速度，本实施例采用多层并行采集的方法获取目标对象的磁共振成像数据。由于不同的接收线圈对不同层面有不一样的灵敏度，因此需要利用灵敏度图将每一层的图像从混叠图像中分离出来。为此，本实施例通过目标对象的三维低分辨率数据求取灵敏度图，而且三维低分辨率数据可通过现有的三维低分辨率数据采集方法获取，比如基于梯度回波方法、自旋回波方法或平衡稳态自由旋进方法等。
本实施例优选采用梯度回波方法获取三维低分辨率数据(参见图2所示)，其中，梯度回波方法为：每个重复时间(TR)内的损毁磁场梯度施加在读出方向的读出磁场梯度之后。本实施例还可以采用添加了射频扰相技术的梯度回波方法。其中，射频(RadioFrequency，RF)扰相技术为：在前一次脉冲的磁共振(Magnetic Resonance，简称MR)信号采集后，下一个RF脉冲激发前，xy平面仍保留相当强的横向磁化矢量Mxy，在每个脉冲周期的信号检测后施加扰相脉冲，使失相位加快，从而在下一周期的RF脉冲激发前，横向磁化矢量Mxy被破坏消失为零，因而只有纵向磁化矢量Mz对下一个MR信号有贡献。
S103、通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略。
不同于传统并行成像方法的数据采集策略，波浪梯度脉冲可控混叠的快速并行成像方法在传统多层同时激发的基础上，不仅在相位方向和/或选层方向实现数据降采样，并且对来自不同层信号在沿相位方向和选层方向添加不同的线性相位以对编码策略进行调整，从而使沿相位方向和选层方向所采集的数据具有线性的相位偏移，以及将欠采样所导致的混叠同时分散到相位方向和选层方向，更有效地利用了视野中的背景区域，使不同层的图像在混叠图像中形成不同的位移，增大了层与层之间的灵敏度差异，进一步降低了几何因子，同时避免了重建图像中可能会引起的混叠伪影。
示例性的，如图3和图4所示，垂直于本平面方向(同时垂直于相位方向和选层方向)为读出方向，黑色虚线交点为全采样所需采集的读出线，本实施例所采用的欠采样策略所需采集的读出线由加粗实心原点表示。图3所示为2×2倍欠采样(相位方向2倍欠采样，选层方向2倍欠采样)，总加速倍数为4，所需采集时间＝重复时间(TR)×相位编码线数(Np)×选层编码线数(Ns)/4；图4所示为3×3倍欠采样(相位方向3倍欠采样，选层方向3倍欠采样)，总加速倍数为9，所需采集时间＝重复时间(TR)×相位编码线数(Np)×选层编码线数(Ns)/9。
其中，平衡稳态自由旋进脉冲序列可确保横向磁化在每个TR末期，下一个RF脉冲施加前不被损毁而使其回到原来相位，然后它被带到下一个TR，叠加到RF脉冲产生的横向磁化脉冲中，一定数量的TR重复后，磁化达到稳态，来自两个或三个连续TR横向磁化联合形成强大信号。
如图5所示，通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法，在平衡稳态自由旋进脉冲序列的选层方向和相位方向同时施加相位相差90度的正弦梯度磁场和余弦梯度磁场。可以理解的是，对于频率相同的两正弦信号和余弦信号，每一刻的相位差为90度。示例性的，在选层方向的每个周期的两体层编码梯度脉冲之间施加正弦梯度磁场，在相位方向的每个周期的两相位编码梯度脉冲之间施加余弦梯度磁场。
S104、基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，三维欠采数据与灵敏度图的成像视野相同。
将三维欠采数据的成像视野设置成与灵敏度图的成像视野相同，然后基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据。
S105、根据三维点扩散函数和灵敏度图对三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。
根据三维点扩散函数和灵敏度图对三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像，具体为：若三维点扩散函数用PSFyz(kx，y，z)表示，灵敏度图用C(x，y，z)表示，磁共振重建图像可由以下公式计算得到：
其中，recon(x，y，z)为重建图像，wave(x，y，z)三维欠采数据，Fx和为沿x方向的一维傅里叶变换和一维傅里叶逆变换。
上述磁共振图像重建过程通过三维点扩散函数对三维欠采数据进行k空间轨迹的校正，通过灵敏度图将每一层图像从混叠图像中分离出来。
需要说明的是，上述方法步骤顺序为本实施例的可选方法步骤顺序，可以理解的是，点扩散函数、灵敏度图和三维欠采数据的获取顺序可以任意组合，但考虑到三维欠采数据的采集时间相对于点扩散函数和灵敏度图对应数据的采集时间要长，所以优选将三维欠采数据的步骤放在最后。
本发明实施例提供的磁共振成像方法的技术方案，包括：获取目标对象的三维点扩散函数；获取目标对象的灵敏度图；通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，三维欠采数据与灵敏度图的成像视野相同；根据三维点扩散函数和灵敏度图对三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。通过平衡稳态自由旋进脉冲序列所获得的磁共振图像具有高空间分辨率和高信噪比，能够更清晰的显示组织结构，有效的降低了容积效应，同时其特有的T2/T1加权对比度，在临床诊断中有助于分辨某些特定的组织结构或病灶，如心肌、肿瘤等；波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法利用正弦/余弦磁场梯度分散K空间信号，并对相位方向和选层方向的编码策略进行调整，达到降低几何因子的目的，从而在保证图像质量的前提下，提高三维平衡稳态自由旋进脉冲序列的加速倍数，且具有较高的鲁棒性。
实施例二
图6是本发明实施例二提供的三维点扩散函数获取方法的流程图。本发明实施例在上述实施例的基础上，对获取目标对象的三维点扩散函数进行了优化。
相应地，本实施例的方法包括：
S1011、基于平衡稳态自由旋进脉冲序列获取目标对象的映射数据。
基于二维平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象在选层方向和相位方向上的二维映射数据。具体为：如图7所示，基于选层方向的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象在选层方向的二维映射数据，即xz平面的二维映射数据；如图8所示，基于相位方向上的二维衡平衡稳态自由旋进脉冲序列获取目标对象在相位方向的二维映射数据，即xy平面的二维映射数据。
在二维平衡稳态自由旋进脉冲序列的选层方向施加余弦磁场梯度，以获取目标对象在选层方向上的梯度二维映射数据。具体为：如图9所示，在选层方向的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列的选层方向施加余弦磁场梯度，基于在选层方向添加了余弦磁场梯度的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象在选层方向的梯度二维映射数据，也就是xz平面的二维映射数据。
在二维平衡稳态自由旋进脉冲序列的相位方向施加余弦磁场梯度，以获取相位方向上的梯度二维映射数据。具体为：如图10所示，在相位方向的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列的相位方向施加余弦磁场梯度，基于在相位方向添加了余弦磁场梯度的二维平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象在相位方向的梯度二维映射数据，也就是xy平面的二维映射数据。
综上，采集选层方向映射数据所需时间为2×重复时间(TR)×选层编码线数(Ns)，包括选层方向上施加了余弦磁场梯度和没有施加余弦磁场梯度的时间；采集相位方向映射数据所需时间为2×重复时间(TR)×相位编码线数(Np)，包括相位方向上施加了余弦磁场梯度和没有施加余弦磁场梯度的时间。由于上述映射数据所采集的是二维数据，因此所需扫描时间较短。
S1012、根据映射数据求取目标对象的三维点扩散函数。
可以理解的是，三维点扩散函数可以根据三维映射数据直接求取，也可以根据两个相交平面的二维点扩散函数求取三维点扩散函数。本实施例采用后者，以减少映射数据的采集时间。具体为：基于选层方向和相位方向上的二维映射数据，以及选层方向和相位方向上的梯度二维映射数据计算三维点扩散函数。
基于选层方向上的二维映射数据和梯度二维映射数据，求取选层方向上的二维点扩散函数。具体为：若选层方向施加余弦磁场梯度(如图9所示)所采集的映射数据为wavePz，选层方向无余弦磁场梯度(如图7所示)所采集的映射数据为Pz，则选层方向的点扩散函数PSFz中任意点(kx，z)的值为：PSFz(kx，z)＝wavePz(kx，z)/Pz(kx，z)。
基于相位方向上的二维映射函数和梯度二维映射函数，求取相位方向上的二维点扩散函数。具体为：若相位方向施加正弦磁场梯度(如图10所示)所采集的映射数据为wavePy，相位方向无正弦磁场梯度(如图8所示)所采集的映射数据为Py，则相位方向的点扩散函数PSFy中任意点(kx，y)的值PSFy(kx，y)＝wavePy(kx，y)/Py(kx，y)。
在选层方向上的二维点扩散函数和相位方向上的二维点扩散函数确定后，基于这两个二维点扩散函数求取三维点扩散函数。具体为：PSFyz(kx，y，z)＝PSFz(kx，z)·PSFy(kx，y)，即三维点扩散函数PSFyz中任意点(kx，y，z)的值为PSFyz(kx，z)。
本发明实施例提供的磁共振成像方法的技术方案，通过选层方向上施加了余弦磁场梯度和没有施加余弦磁场梯度的二维映射数据，确定选层方向上的二维点扩散函数；通过相位方向上施加了余弦磁场梯度和没有施加余弦磁场梯度的二维映射数据，确定相位方向上的二维点扩散函数，然后通过选层方向上的二维点扩散函数和相位方向上的二维点扩散函数确定三维点扩散函数。相较于通过三维映射数据确定三维点扩散函数可以大大降低映射数据采集的时间，进而减少磁共振成像数据采集时间。
实施例三
本发明实施例三在3.0特斯拉的医用磁共振成像系统(3.0T MAGNETOM，SiemensAG，Erlangen，Germany)上对进行了仿体和人脑测试，证实了本发明前述任意实施例所述的磁共振成像方法的可行性。
图11和图12为仿体测试结果，扫描参数如下：回波时间(TE)＝2.41ms，重复时间(TR)＝4.81ms，翻转角(flip angle，简称FA)＝50°，带宽(bandwidth)＝579Hz/pixel，体素尺寸(voxel size)＝1×1×1mm3，扫描矩阵尺寸＝192×192×192，正弦/余弦磁场梯度周期数＝5，正弦/余弦磁场梯度最大幅度＝4mT/m，当加速倍数为2×2倍时，扫描时间为45s(图11)；当加速倍数为3×3倍时，扫描时间为20s(图12)。
图11a和图12a为基于傅里叶变换方法所获得的MRI图像；图11b和图12b为基于灵敏度编码方法所获得的MRI图像；图11c和图12c为灵敏度编码方法在图像重建过程中所对应的几何因子；图11d和图12d为本发明实施例所述磁共振成像方法所获得的MRI图像；图11e和图12e为本发明实施例所述磁共振成像方法在图像重建过程中所对应的几何因子。
从仿体测试结果中可以看到，相对于传统灵敏度编码技术(sensitivityencoding，简称SENSE)的几何因子(参见图11d和图12d所示)，本发明实施例的几何因子(g-factor)有了大幅度的下降(参见图11e和图12e所示)，在加速倍数较大的情况下，具有更好的图像质量(参见图12c所示)。
图13和图14所示为人脑测试结果，扫描参数如下：回波时间(TE)＝2.17ms，重复时间(TR)＝4.34ms，翻转角(FA)＝30°，带宽＝633Hz/pixel，体素尺寸＝1×1×1mm3，扫描矩阵尺寸＝208×208×208，正弦/余弦磁场梯度周期数＝5，正弦/余弦磁场梯度最大幅度＝6mT/m；当加速倍数为2×2倍时，扫描时间为48s(图13)；当加速倍数为3×3倍时，扫描时间为21s(图14)。
图13a和图14a为基于傅里叶变换方法所获得的MRI图像；图13b和图14b为基于灵敏度编码方法所获得的MRI图像；图13c和图14c为灵敏度编码方法在图像重建过程中所对应的几何因子；图13d和图14d为本发明实施例所述磁共振成像方法所获得的MRI图像；图13e和图14e为本发明实施例所述磁共振成像方法在图像重建过程中所对应的几何因子。
同仿体测试结果类似，在人脑测试中，本发明相对于传统灵敏度编码技术(SENSE)的几何因子(参见图13d和图14d所示)，本发明实施例所述的磁共振成像方法具有更低的几何因子(g-factor)(参见图13e和图14e所示)，在加速倍数较大的情况下，本发明实施例重建的图像具有更好的图像质量(参见图14c所示)。
本实施例通过在仿体和人体的实际磁共振成像数据采集时间和图像质量进行对比，说明了前述本发明实施例所述的磁共振成像方法可以在保证成像质量的前提下，通过较大的加速倍数降低数据采集时间，有利于提升病人体验以及临床推广。
实施例四
图15是本发明实施例四提供的磁共振成像装置的结构框图。该装置用于执行上述任意实施例所提供的磁共振成像装置，该装置可选为软件或硬件实现。如图15所示，该装置包括：
三维点扩散函数获取模块11，用于获取目标对象的三维点扩散函数；
灵敏度图获取模块12，用于获取目标对象的和灵敏度图；
编码策略调整模块13，用于通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，所述编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；
三维欠采数据获取模块14，用于基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，所述三维欠采数据与所述灵敏度图的成像视野相同；
重建模块15，用于根据所述三维点扩散函数和所述灵敏度图对所述三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。
本发明实施例提供的磁共振成像装置的技术方案，通过三维点扩散函数获取模块获取目标对象的三维点扩散函数；通过灵敏度图获取模块获取目标对象的灵敏度图；通过编码策略调整模块基于波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；通过三维欠采数据获取模块基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，三维欠采数据与灵敏度图的成像视野相同；通过重建模块根据三维点扩散函数和灵敏度图对三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像；通过平衡稳态自由旋进脉冲序列所获得的磁共振图像具有高空间分辨率和高信噪比，能够更清晰的显示组织结构，有效的降低了容积效应，同时其特有的T2/T1加权对比度，在临床诊断中有助于分辨某些特定的组织结构或病灶，如心肌、肿瘤等；波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法利用正弦/余弦磁场梯度分散K空间信号，并对相位方向和选层方向的编码策略进行调整，达到降低几何因子的目的，从而在保证图像质量的前提下，提高三维平衡稳态自由旋进脉冲序列的加速倍数，且具有较高的鲁棒性。
本发明实施例所提供的磁共振成像装置可执行本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图16为本发明实施例五提供的设备的结构示意图，如图16所示，该设备包括处理器201、存储器202、输入装置203以及输出装置204；设备中处理器201的数量可以是一个或多个，图16中以一个处理器201为例；设备中的处理器201、存储器202、输入装置203以及输出装置204可以通过总线或其他方式连接，图16中以通过总线连接为例。
存储器202作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的磁共振成像方法对应的程序指令/模块(例如，三维点扩散函数获取模块11、灵敏度图获取模块12、编码策略调整模块13、三维欠采数据获取模块14以及重建模块15)。处理器201通过运行存储在存储器202中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的磁共振成像方法。
存储器202可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器202可进一步包括相对于处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置203可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
输出装置204可包括显示屏等显示设备，例如，用户终端的显示屏。
实施例六
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种磁共振成像方法，该方法包括：
获取目标对象的三维点扩散函数；
获取目标对象的灵敏度图；
通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，所述编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；
基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，所述三维欠采数据与所述灵敏度图的成像视野相同；
根据所述三维点扩散函数和所述灵敏度图对所述三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的磁共振成像方法。
值得注意的是，上述磁共振成像装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种磁共振成像方法，其特征在于，包括：
获取目标对象的三维点扩散函数；
获取目标对象的灵敏度图；
通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，所述编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；
基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，所述三维欠采数据与所述灵敏度图的成像视野相同；
根据所述三维点扩散函数和所述灵敏度图对所述三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标对象的三维点扩散函数，包括：
基于平衡稳态自由旋进脉冲序列获取目标对象的映射数据；
根据所述映射数据求取目标对象的三维点扩散函数。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述基于平衡稳态自由旋进脉冲序列获取目标对象的映射数据，包括：
基于二维平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象在选层方向和相位方向上的二维映射数据；
在二维平衡稳态自由旋进脉冲序列的选层方向施加余弦磁场梯度，以获取目标对象在相位方向上的梯度二维映射数据；
在二维平衡稳态自由旋进脉冲序列的相位方向施加余弦磁场梯度，以获取选层方向上的梯度二维映射数据；
所述根据所述映射数据求取目标对象的三维点扩散函数，包括：
基于所述选层方向和相位方向上的二维映射数据，以及选层方向和相位方向上的梯度二维映射数据计算三维点扩散函数。
4.根据权利要求3所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述基于所述选层方向和相位方向上的二维映射数据，以及选层方向和相位方向上的梯度二维映射数据计算三维点扩散函数，包括：
基于选层方向上的二维映射数据和梯度二维映射数据，求取选层方向上的二维点扩散函数；
基于相位方向上的二维映射函数和梯度二维映射函数，求取相位方向上的二维点扩散函数；
基于所述选层方向上的二维点扩散函数和所述相位方向上的二维点扩散函数，求取三维点扩散函数。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述获取目标对象的灵敏度图，包括：
获取目标对象的三维低分辨率数据；
根据所述三维低分辨率数据计算目标对象的灵敏度图。
6.根据权利要求5所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述获取目标对象的三维低分辨率数据，包括：
基于梯度回波脉冲序列、自旋回波脉冲序列或平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维低分辨率数据。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，所述编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略，包括：
在平衡稳态自由旋进脉冲序列的相位方向和选层方向，同时分别施加相位相差90度的正弦磁场梯度或余弦磁场梯度，以调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略。
8.一种磁共振成像装置，其特征在于，包括：
三维点扩散函数获取模块，用于获取目标对象的三维点扩散函数；
灵敏度图获取模块，用于获取目标对象的和灵敏度图；
编码策略调整模块，用于通过波浪梯度脉冲可控混叠并行成像方法调整平衡稳态自由旋进脉冲序列的编码策略，其中，所述编码策略包括相位方向的编码策略和选层方向的编码策略；
三维欠采数据获取模块，用于基于编码策略调整后的平衡稳态自由旋进脉冲序列，获取目标对象的三维欠采数据，所述三维欠采数据与所述灵敏度图的成像视野相同；
重建模块，用于根据所述三维点扩散函数和所述灵敏度图对所述三维欠采数据进行图像重建，以生成目标对象的磁共振图像。
9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的磁共振成像方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的磁共振成像方法。
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