CN110866957A - 用于三维成像中的混合切片编码的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于三维成像中的混合切片编码的系统和方法”。提供了用于混合切片编码的方法和系统。在一个实施方案中，用于磁共振成像的方法包括：在用脉冲序列扫描期间，线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波，以及中心地对k空间进行采样用于获得该脉冲序列的剩余回波。这样，可减少3D快速自旋回波成像的沿着切片方向的模糊度。

Description

用于三维成像中的混合切片编码的系统和方法
技术领域
本文所公开的主题的实施方案涉及医疗成像，诸如磁共振成像(MRI)，并且更特别地，涉及针对MRI的切片编码。
背景技术
磁共振成像(MRI)是一种可在不使用x射线或其他电离辐射的情况下产生人体内部影像的医学成像模态。MRI使用超导磁铁来产生强大、一致、稳恒的磁场。当将人体或人体的一部分置于磁场中时，与组织水中的氢原子核相关的核自旋变得极化，其中与这些自旋相关的磁矩会变得优先沿着磁场的方向排列，从而沿着该轴线产生小的净组织磁化。MRI系统还包括梯度线圈，该梯度线圈利用正交轴产生较小振幅、在空间上变化的磁场，以通过在身体中的每个位置处产生特征共振频率来对MR信号进行空间编码。然后使用射频(RF)线圈在处于或接近氢原子核的共振频率处产生RF能量脉冲，这会给核自旋系统增加能量。当核自旋弛豫回到其静止能量状态时，其以RF信号的形式释放吸收的能量。该信号由MRI系统检测并使用重建算法转换成图像。
发明内容
在一个实施方案中，用于磁共振成像的方法包括：在用脉冲序列进行扫描期间，线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波，并中心地对k空间进行采样用于获得脉冲序列的剩余回波。这样，对于三维快速自旋回波成像，可减小沿着切片方向的模糊。
应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本发明，其中以下：
图1是根据一个示例性实施方案的MRI系统的框图；
图2和图3示出了示出根据实施方案的三维动脉旋转标记(3D ASL)的示例性脉冲序列的示意图；
图4示出了示出根据示例性实施方案的用于生成灌注加权图像的控制和标记脉冲序列的一组曲线图和图像；
图5示出了示出不通过切片编码获取的虚线量值数据的曲线图；
图6示出了示出不通过切片编码获取的虚线相位数据(以度为单位)的曲线图；
图7示出了示出示例性中心切片编码的曲线图；
图8示出了示出根据实施方案的用混合切片编码获得三维扫描的示例性方法的高级流程图；
图9示出了示出根据实施方案的用于混合切片编码的示例性方法的高级流程图；
图10示出了示出根据示例性实施方案的混合切片编码的曲线图；
图11示出了示出具有回波跳跃的示例性中心切片编码的曲线图；
图12示出了示出示例性线性部分切片编码的曲线图；
图13示出了通过不同切片编码技术获取的一组图像；
图14示出了通过中心切片编码和通过混合切片编码获取的一组质子密度图像；并且
图15示出了通过中心切片编码和通过混合切片编码获取的一组灌注加权图像。
具体实施方式
以下描述涉及针对医疗成像系统减少图像模糊的各种实施方案。特别地，提供了用于减少沿着图像的切片方向的模糊的系统和方法，该图像通过医疗成像系统诸如图1中所示的MRI系统获取。具体地讲，对于使用三维动脉旋转标记(3D ASL)或其他快速自旋回波(FSE)技术获取的图像，发生沿着切片方向的模糊，如图2至图4所示。如图5所示，当信号幅值最强烈时，并且同时信号相位显著变化，如图6所示，由于对k空间的中心进行采样而发生模糊。具体地讲，FSE成像技术诸如3D ASL使用图7所示的中心切片编码，其加剧了沿着切片方向的模糊。用于3D MRI的方法诸如图8所示的方法，包括使用混合切片编码技术。用于混合切片编码技术的方法诸如图9所示的方法，包括在切换至中心切片编码之前在初始相位变化期间使用线性切片编码，如图10所示。这样，可避免k空间中心处的大相位变化，从而减少切片方向模糊，同时保持来自开始回波的信号，从而保持信噪比(SNR)。用于避免k空间中心处的相位变化的其他切片编码技术包括具有回波跳跃的中心切片编码，如图11所示，以及线性部分切片编码，如图12所示。用本文所述的切片编码技术获取的示例性图像(诸如图13至图15所示的图像)展示了混合切片编码与常规的中心切片编码、具有回波跳跃的中心切片编码、以及线性部分切片编码相比的效应。
图1示出了磁共振成像(MRI)装置10，该磁共振成像装置包括静磁场磁铁单元12、梯度线圈单元13、RF线圈单元14、RF体线圈单元15、发送/接收(T/R)开关20、RF驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23、数据获取单元24、控制器单元25、病床26、数据处理单元31、操作控制台单元32和显示单元33。MRI装置10将电磁脉冲信号发送到放置在成像空间18中的受检者16，在成像空间中形成静磁场以执行从受检者16获得磁共振(MR)信号的扫描，以基于通过扫描由此获得的MR信号重建受检者16的切片的图像。
静磁场磁体单元12通常包括例如安装在环形真空容器内的环形超导磁铁。磁铁限定了围绕对象16的圆柱形空间，并且产生恒定的主静磁场B0。
MRI装置10还包括梯度线圈单元13，该梯度线圈单元在成像空间18中产生梯度磁场，以便为RF线圈单元14接收的MR信号提供三维位置信息。梯度线圈单元13包括三个梯度线圈系统，每个梯度线圈系统生成梯度磁场(该梯度磁场包括在彼此垂直的三个空间轴中的一个空间轴中)，并且根据成像条件在每个频率编码方向、相位编码方向和切片选择方向上生成梯度场。更具体地，梯度线圈单元13在对象16的切片选择方向(或扫描方向)上应用梯度场，以选择切片；并且RF线圈单元14将RF脉冲发送到受检者16的所选切片并对其进行激发。梯度线圈单元13还在受检者16的相位编码方向上应用梯度场，以对来自由RF脉冲激发的切片的MR信号进行相位编码。然后，梯度线圈单元13在受检者16的频率编码方向上施加梯度场，以对来自由RF脉冲激发的切片的MR信号进行频率编码。
RF线圈单元14例如被设置为包围受检者16的待成像区域。在由静磁场磁铁单元12形成静磁场B0的静磁场空间或成像空间18中，RF线圈单元14基于来自控制器单元25的控制信号将作为电磁波的RF脉冲发送到受检者16，从而产生高频磁场B1。这激发了待成像的对象16的切片中的质子自旋。RF线圈单元14接收当在受检者16的待成像的切片中如此激发的质子自旋返回到与初始磁化矢量对准时产生的电磁波作为MR信号。在一个实施方案中，RF线圈单元14可以使用相同的RF线圈来发射和接收RF脉冲。在另一个实施方案中，RF线圈单元14可以用于仅接收MR信号，但不用于发射RF脉冲。
RF体线圈单元15例如被设置为包围成像空间18，并且产生与由成像空间18内的静磁场磁体单元12产生的主磁场B0正交的RF磁场脉冲B1以激发核。与可以容易地与MR装置10断开并且用另一个RF线圈单元替换的RF线圈单元14相比，RF体线圈单元15固定地附接并连接到MRI装置10。此外，尽管诸如包括RF线圈单元14的那些局部线圈可以发送信号或仅从受检者16的局部区域接收信号，RF体线圈单元15通常具有较大的覆盖区域，并且可用于向受检者16的整个身体发送或接收信号。使用仅接收局部线圈和发射体线圈提供均匀的RF激发和良好的图像均匀性，代价是在受检者16中沉积高RF功率。对于发射-接收局部线圈，局部线圈向感兴趣区域提供RF激发并接收MR信号，从而减小沉积在受检者16中的RF功率。应当理解，RF线圈单元14和/或RF体线圈单元15的特定用途取决于成像应用。
当在接收模式下操作时，T/R开关20可以选择性地将RF体线圈单元15电连接到数据获取单元24，并且当在发送模式下操作时，T/R开关可以选择性地将RF体线圈单元15电连接到RF驱动器单元22。类似地，当RF线圈单元14以接收模式操作时，T/R开关20可以选择性地将RF线圈单元14电连接到数据获取单元24，并且当以发送模式操作时，T/R开关可以选择性地将RF线圈单元电连接到RF驱动器单元22。当RF线圈单元14和RF体线圈单元15都用于单次扫描时，例如，如果RF线圈单元14被配置为接收MR信号且RF体线圈单元15被配置为发送RF信号，则T/R开关20可以将来自RF驱动器单元22的控制信号引导到RF体线圈单元15，同时将接收的MR信号从RF线圈单元14引导到数据获取单元24。RF体线圈单元15的线圈可以被配置为以仅发射模式或发射-接收模式操作。局部RF线圈单元14的线圈可以被配置为以发送-接收模式或仅接收模式操作。
RF驱动器单元22包括栅极调制器(未示出)、RF功率放大器(未示出)和RF振荡器(未示出)，用于驱动RF线圈单元14或RF体线圈单元15并在成像空间18中形成高频磁场。RF驱动器单元22基于来自控制器单元25的控制信号并且使用栅极调制器，将从RF振荡器接收的RF信号调制成具有预定包络的预定定时的信号。由栅极调制器调制的RF信号通过RF功率放大器放大，并且然后输出到RF线圈单元14或RF体线圈单元15。
梯度线圈驱动器单元23基于来自控制器单元25的控制信号驱动梯度线圈单元13，从而在成像空间18中产生梯度磁场。梯度线圈驱动器单元23包括与梯度线圈单元13中包括的三个梯度线圈系统对应的三个驱动器电路系统(未示出)。
数据获取单元24包括前置放大器(未示出)、相位检测器(未示出)和模拟/数字转换器(未示出)，用于获取由RF线圈单元14接收的MR信号。在数据获取单元24中，相位检测器相位使用来自RF驱动器单元22的RF振荡器的输出作为参考信号来检测从RF线圈单元14接收并由前置放大器放大的MR信号，并且将相位检测的模拟MR信号输出到模拟/数字转换器，以转换成数字信号。由此获得的数字信号被输出到数据处理单元31。
MRI装置10包括用于在其上放置对象16的工作台26。通过基于来自控制器单元25的控制信号移动工作台26，可以使对象16在成像空间18的内部和外部移动。
控制器单元25包括计算机和其上记录有要由计算机执行的程序的记录介质。程序当由计算机执行时使设备的各个部分执行与预定扫描相对应的操作。记录介质可包括例如ROM、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM或非易失性存储卡。控制器单元25连接到操作控制台单元32并且处理输入到操作控制台单元32的操作信号，并且还通过向它们输出控制信号来控制工作台26、RF驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23和数据获取单元24。控制器单元25还基于从操作控制台单元32接收的操作信号来控制数据处理单元31和显示单元33以获得期望的图像。
操作控制台单元32包括用户输入设备，诸如作为非限制性示例，键盘和鼠标。操作员使用操作控制台单元32，例如，输入此类数据作为成像协议，并且设置要执行成像序列的区域。关于成像协议和成像序列执行区域的数据被输出到控制器单元25。
数据处理单元31包括计算机和记录介质，在该记录介质上记录由计算机执行以执行预定数据处理的程序。数据处理单元31连接到控制器单元25，并且基于从控制器单元25接收的控制信号执行数据处理。数据处理单元31还连接到数据获取单元24，并且通过对从数据获取单元24输出的MR信号应用各种成像处理操作来生成光谱数据。
显示单元33包括显示设备，并且基于从控制器单元25接收的控制信号在显示设备的显示屏幕上显示图像。显示单元33显示例如关于操作者从操作控制台单元32输入操作数据的输入项目的图像。显示单元33还显示由数据处理单元31生成的对象16的切片图像。
图2示出了示出根据实施方案的三维动脉自旋标记的示例性脉冲序列200的示意图。脉冲序列200包括自旋制备序列或更简单地讲是制备序列202，然后是三维螺旋快速自旋回波(FSE)序列204，也称为读出序列。在制备序列202期间，RF脉冲序列210包括预饱和脉冲211、选择性反转脉冲212、标记脉冲213以及饱和和背景抑制脉冲214，而Gz脉冲序列220包括对应于标记脉冲213的脉冲。
在3D螺旋FSE序列204或读出序列204期间，RF脉冲序列210包括第一90°RF脉冲215，然后是一系列重聚焦RF脉冲216，而Gz脉冲序列220包括多个切片编码脉冲。Gy脉冲序列230和Gz脉冲序列240均包括多个回波，其中每个回波都沿循RF脉冲序列210的对应重聚焦RF脉冲，如图所示。
图3示出了示出三维动脉自旋标记的示例性脉冲序列300的更高级的示意图。具体地讲，脉冲序列300包括对应于上文所述的制备序列202的标记和背景抑制序列305，然后是对应于上文所述的3D螺旋FSE序列204的3D FSE回波列310。3D FSE回波列310之后是包括控制和背景抑制序列315的第二制备序列，该回波列后是另一3D FSE回波列320。可重复整个脉冲序列300以用于多次激发和交错。如ASL领域中已知的，来自在3D FSE回波列序列310期间获取的数据集的图像包括标记图像，而来自在3D FSE回波列序列320期间获取的数据集的图像包括控制图像，并且通过减去控制图像和标记图像来获得灌注加权图像。
例如，图4示出了示出用于生成灌注加权图像430的控制脉冲序列410和标记脉冲序列420的一组曲线图和图像400。控制脉冲序列410的RF脉冲序列411的平均振幅为零，而控制脉冲序列410的Gz脉冲序列412的平均梯度随时间推移也为零。示例性控制图像415由在控制序列410期间获取的k空间数据重建。相比之下，标记脉冲序列420的RF脉冲序列421的平均振幅非零，而标记脉冲序列的Gz脉冲序列422的平均梯度随时间推移也非零。由在标记序列420期间获取的k空间数据重建示例性标记图像425。通过从控制图像415中减去标记图像425来生成灌注加权(PW)图像430。
在通过上文所述的3D ASL成像以及通常在3D FSE成像中获取的图像中可观察到沿着切片方向的模糊。
图5示出了示出从无切片编码的虚线获取的MR信号的量值数据的曲线图500。曲线图500包括对应于控制序列(实线)的量值数据的曲线图505和对应于多个回波上方的标记序列(虚线)的量值数据的曲线图510。对于控制序列和标记序列两者，信号在读出回波列上显著衰减。同时，图6示出了示出从无切片编码的虚线获取的MR信号的相位数据的对应曲线图600，包括对应于控制序列(实线)的相位数据的曲线图605以及对应于多个回波上方的标记序列(虚线)的相位数据的曲线图610。如曲线图600所示，曲线图605和曲线图610两者所示的相位在前几个回波内显著跃变。
由于回波列尚未达到稳态而发生的这种明显可观察到的相位跃变是造成沿着切片方向的模糊的原因。更具体地讲，相位跃变结合中心切片编码是造成沿着切片方向的模糊的原因。
例如，图7示出了示出中心切片编码的曲线图700。曲线图700包括在读出序列期间的信号衰减702的图示。曲线图700还描绘了多个点708，其中每个点707指示给定回波的切片编码。切片编码数对应于用给定回波进行采样的k空间的位置。如果k空间中心由如图所示的切片编码数“0”表示，则切片编码数的绝对值越低，则越靠近k空间中心的中心的区域被采样。对于中心切片编码方案，在第0个回波709处从k空间的中心开始(即，在0切片编码处)对k空间进行采样，然后按交织方式移动到正k空间用于获得第一回波710，移动到负k空间用于获得第二回波711等等直到k空间被填充。
如上所述，在图6所示的相位跃变期间，如图7所示对k空间的中心进行取样导致沿着切片方向的模糊。如本文进一步所述，可通过利用包括线性切片编码和中心切片编码的组合的混合切片编码方案来减少或消除沿着切片方向的模糊。
图8示出了示出根据实施方案的用混合切片编码获得三维扫描的示例性方法800的高级流程图。参照图1的系统和部件描述方法800，但是应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，方法800可以用其他系统和部件来实现。方法800可被存储为例如MRI装置10的计算设备的非暂态存储器中的可执行指令。
方法800在805处开始。在805处，方法800开始3D扫描。3D扫描可包括3D ASL扫描作为非限制性示例，或包括如上文参照图2所述的3D FSE脉冲序列的另一类型的3D扫描。
在3D扫描包括3D ASL扫描的情况下，在810处，方法800任选地用制备波形来控制RF线圈和梯度线圈用于获得控制或标记脉冲序列。例如，方法800可控制RF线圈和一个或多个梯度线圈以生成如上文参照图2至图4所述的预饱和脉冲、选择性反转脉冲、标记或控制脉冲、饱和脉冲和背景抑制脉冲。
在810处任选地执行制备序列后，方法800继续至815。在815处，方法800通过混合切片编码用FSE脉冲序列诸如上文参照图2所述的FSE脉冲序列来控制RF线圈和梯度线圈。混合切片编码包括线性切片编码用于获得FSE脉冲序列中的预先确定数量的回波，然后是中心切片编码用于获得FSE脉冲序列的剩余回波。用于混合切片编码的示例性方法在本文参照图9进一步描述。
在820处，方法800确定扫描是否完成。如果扫描未完成(“否”)，则方法800返回到810，其中方法800用制备波形来控制线圈用于控制或标记。具体地讲，方法800根据在先前迭代中使用哪个脉冲序列来使用控制或标记波形，使得扫描在如上文参照图2至图4所述的控制和标记序列之间交替。例如，在第一迭代期间，方法800用标记脉冲序列来控制线圈，并且在第一迭代之后的第二迭代期间，方法800用控制脉冲序列来控制线圈，依此类推，直到方法800确定扫描在820处完成。
再次参见820，一旦扫描完成(“是”)，则方法800继续到825，其中方法800结束3D扫描。在830处继续，方法800根据在3D扫描期间获取的扫描数据重建一个或多个图像。重建一个或多个图像可包括重建控制和标记图像，并从如上文所述的差值生成PW图像，或者从扫描数据重建另一图像。在835处，方法800输出在830处重建的一个或多个图像，例如用于经由显示单元33进行显示或输出到存储设备以用于后续检索。通过如本文所述的混合切片编码获取的图像表现出较少的沿着切片方向的模糊，尤其是在与通过中心切片编码或其他切片编码技术获取的图像进行比较时。然后方法800返回。
图9示出了示出根据实施方案用于混合切片编码的示例性方法900的高级流程图。参考图1的系统和部件描述方法900，但是应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，方法900可以用其他系统和部件来实现。
方法900在905处开始。在905处，方法900开始3D FSE序列。即，方法900根据例如上文参照图2所述的3D FSE脉冲序列开始控制一个或多个RF线圈和梯度线圈。
在3D FSE序列期间，在910处，方法900用线性切片编码来控制切片编码梯度用于获得预先确定数量的回波。回波的数量可以是预先确定的，使得当在回波列的开始处存在较大的相位变化时切片编码是线性的。作为示例性示例，图10示出了示出包括回波列的开始处的线性切片编码1003的混合切片编码的曲线图1000。
在一些示例中，线性切片编码可在k空间中顺序地从负值到正值的范围内。例如，对于在从–kmax到+kmax范围内的k空间，切片编码可从负值–kb处开始并顺序地移动至正值+kb(即，从–kb到-kb+1，–kb+2，…，到+kb–1，+kb)，其中kb<kmax。此外，可选择或预先确定线性切片编码的范围[-kb,+kb]，使得当在回波列的开始处的大相位变化或相位跃变结束时，线性切片编码过零或k空间的中心。例如，如图6所示，大相位变化围绕第四个回波(回波指数为三)周围稳定下来。如图10所示，线性切片编码1003在从切片编码数-4顺序地到4的范围内(例如，-4到-3，-2，-1，0，1，2，3，4)，其中线性切片编码在第四回波(回波指数为三)处过切片编码数0。因此，在图10所示的示例中，范围[-kb,+kb]被设置为编码数[-4,+4]，使得线性切片编码1003使用回波列的前八个回波。线性切片编码结束时的回波的数量可被认为是预先确定数量的回波。
另选地，在一个或多个示例中，对k空间线性地(或顺序地)进行采样用于获得预先确定数量的回波，包括编码正切片编码数用于获得脉冲序列的第一回波，以及线性地减小切片编码数用于编码脉冲序列的后续回波，直到达到预先确定数量的回波。
继续在915处，方法900用中心切片编码来控制切片编码梯度用于获得剩余回波。即，对于3D FSE序列中的回波列的剩余回波，切片编码以切片范围[-kmax,-kb)和(+kb,+kmax]，例如从-kb-1到+kb+1，到-kb-2，到+kb+2等等为中心。在图10所示的示例中，中心切片编码1004在线性切片编码1003结束之后在切片编码数-5处开始，然后到切片编码数+5，编码数-6，编码数+6等等。在用中心切片编码覆盖针对回波列的剩余部分的k空间的剩余部分之后，方法900继续到920。在920处，方法900结束3D FSE序列。然后方法900返回。
因此，用于减少3D MRI沿着切片方向的模糊的方法包括用线性(或顺序)切片编码方案对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波，然后用中心切片编码方案用于获得回波列的剩余回波。
可使用其他切片编码技术来处理沿着切片方向的模糊。例如，图11示出了示出具有回波跳跃的中心切片编码1108的曲线图1100。具体地讲，中心切片编码1108在跳过预先确定数量的回波之后从k空间中心处开始，从而在回波列的开始处产生切片编码间隙1102。跳过预先确定数量的回波有助于减少模糊，但可能降低信噪比(SNR)，或者更具体地导致每T2衰减的信号降低。
作为用于减少沿着切片方向的模糊的切片编码技术的另一个示例，图12示出了示出线性部分切片编码1208的曲线图1200。如图所示，线性切片编码1208从–kb开始，类似于混合切片编码技术的线性切片编码1003，但线性地(或顺序地)延伸至+kmax。如图所示，在范围[-kmax,-kb)内没有对回波进行切片编码，因此k空间覆盖是不对称的或部分的。在图像重建期间，根据所采集的数据(例如通过使用部分傅里叶成像技术)可合成或内插未填充的k空间的负部分。
图13示出了用不同切片编码技术采集的一组图像1300。图像1305是用中心切片编码来采集的，因此沿着切片方向表现出明显的模糊。图像1310是用如本文所述的混合切片编码来采集的，其中混合切片编码的线性片段持续十六个回波。图像1315是用混合切片编码来采集的，其中混合切片编码的线性片段持续八个回波。图像1310和1315中沿着切片方向的模糊度相对于图像1305减少，但与图像1315相比，图像1310的SNR可能不期望地低。图像1320是用中心切片编码来采集的，其中跳过了前四个回波。图像1325是用中心切片编码来采集的，其中跳过了前六个回波。虽然图像1320和图像1325的回波跳跃通过避免在FSE脉冲序列开始处的大相位变化来减少沿着切片方向的模糊，但是来自早期回波的强信号从数据集中丢失，因此SNR相对于图像1310和图像1315显著较低。因此，在图像1300中，图像1315在模糊和SNR方面是最平衡的。
又如，图14示出了相比于用混合切片编码，用中心切片编码来采集的一组质子密度图像1400。具体地讲，图像1405示出了用中心切片编码采集的冠状视图，而图像1407示出了用混合切片编码采集的同一对象的冠状视图。图像1410示出了用中心切片编码采集的矢状视图，而图像1412示出了用混合切片编码采集的矢状视图。与对应的图像1405和图像1410相比，图像1407和1412表现出沿着切片方向的模糊的显著减少。
还如，图15示出了相比于用混合切片编码，用中心切片编码来采集的一组灌注加权图像1500。具体地讲，图像1505示出了用中心切片编码采集的冠状视图，而图像1507示出了用混合切片编码采集的冠状视图。图像1510示出了用中心切片编码采集的矢状视图，而图像1512示出了用混合切片编码采集的矢状视图。与质子密度图像1407和1412相比，图像1507和1512中的沿着切片方向的模糊的减少甚至更显著，这表明本文所述的混合切片编码技术对于灌注加权成像特别有利。
本公开的技术效应包括在磁共振成像期间线性地并且中心地对切片进行编码。本公开的另一个技术效果包括重建和显示具有减少的沿切片方向的模糊的图像。
因此，本文提供了用于磁共振(MR)成像的方法和系统。在第一示例性方法中，在用脉冲序列扫描期间，可线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波，并且可中心地对k空间进行集采样用于获得脉冲序列的剩余回波。在可任选地包括第一示例性方法的第二示例性方法中，线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波可包括：沿着与针对脉冲序列的第一回波的k空间中心偏置的第一切片编码来采集MR数据，然后顺序地采集用于切片编码的MR数据，直到达到预先确定数量的回波。在一个或多个示例性方法中，线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波还可包括沿着在k空间中心处的切片编码采集MR数据。在可包括上述特征中的一者或多者的另一示例性方法中，沿着在k空间中心处的切片编码采集的MR数据中的相位变化可能小于沿着第一切片编码采集的MR数据中的相位变化。此外，在一个或多个示例性方法中，中心地对k空间进行采样用于获得脉冲序列的剩余回波可包括：采集在这些切片编码的两侧处的切片编码之间交替的MR数据，这些切片编码在针对剩余回波的每个回波的k空间中心处。任选地，示例性方法中的一个或多个示例性方法可包括脉冲序列，该脉冲序列包括三维快速自旋回波脉冲序列并在扫描期间根据多次脉冲序列控制射频线圈和多个梯度线圈，其中每次线性地并且中心地对k空间进行采样。
在可任选地包括上述方法特征中的一者或多者的又一示例性方法中，用于磁共振成像的方法可包括利用线性k空间轨迹和中心k空间轨迹采集k空间数据，以及根据采集的k空间数据重建图像。在任选地包括上述方法特征中的一者或多者的另一示例性方法中，利用线性k空间轨迹采集k空间数据可包括从与k空间中心偏置的切片编码开始顺序地采集k空间数据。
在一个或多个示例性方法中，利用中心k空间轨迹采集k空间数据可包括采集在k空间中心处的切片编码的两侧处的切片编码之间交替的k空间数据。此外，在至少一个示例性方法中，在脉冲序列的相位跃变显著地减小之后，线性k空间轨迹可穿过k空间的中心。此外，在一个或多个示例中，利用线性k空间轨迹来采集k空间数据可用于获得预先确定数量的回波。另外，在一个或多个示例中，可在预先确定数量的回波之后切换至中心k空间轨迹。
在可任选地包括上述方法的一个或多个特征的至少一个示例性方法中，包括利用线性k空间轨迹和中心k空间轨迹采集附加k空间数据、根据附加k空间数据重建第二图像、以及根据图像和第二图像之间的差异生成灌注加权图像。
在示例性MR成像系统中，MR成像系统可包括：射频(RF)线圈、包括多个梯度线圈的梯度线圈单元和通信地耦接到RF线圈和梯度线圈单元并且被配置为具有指令的处理器，该指令在被执行时使得处理器实现上述示例性方法中的任一个示例性方法。例如，该指令可使得处理器在用脉冲序列扫描期间控制RF线圈和梯度线圈以线性地对k空间进行采样用于获得脉冲序列的预先确定数量的回波，并且中心地对k空间进行采样用于获得脉冲序列的剩余回波。在一个或多个示例中，线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波可包括：沿着与针对脉冲序列的第一回波的k空间中心偏置的第一切片编码来采集MR数据，然后顺序地采集用于切片编码的MR数据，直到达到预先确定数量的回波。此外，在至少一个示例中，线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波还可包括沿着在k空间中心处的切片编码采集MR数据。在一个或多个示例性系统中，沿着在k空间中心处的切片编码采集的MR数据中的相位变化可能小于沿着第一切片编码采集的MR数据中的相位变化。另外，在一个或多个示例中，处理器还可被配置为根据在扫描期间采集的数据重建图像。在至少一个示例性系统中，中心地对k空间进行采样用于获得脉冲序列的剩余回波可包括：采集在这些切片编码的两侧处的切片编码之间交替的MR数据，这些切片编码在针对剩余回波的每个回波的k空间中心处。此外，在至少一个示例中，沿着切片编码采集的MR数据中的相位变化可在预先确定的数量的回波之后显著地减小。
如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应术语“包含”和“其中”的通俗语言等同物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其它示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元素，则此类其它示例旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种用于磁共振(MR)成像的方法，包括：
在用脉冲序列扫描期间，线性地对k空间进行采样用于获得预先确定数量的回波；以及
中心地对k空间进行采样用于获得所述脉冲序列的剩余回波。
2.根据权利要求1所述的方法，其中线性地对所述k空间进行采样用于获得所述预先确定数量的回波包括：沿着与针对所述脉冲序列的第一回波的k空间中心偏置的第一切片编码来采集MR数据，然后顺序地采集用于切片编码的MR数据，直到达到所述预先确定数量的回波。
3.根据权利要求2所述的方法，其中线性地对所述k空间进行采样用于获得所述预先确定数量的回波还包括沿着在所述k空间中心处的切片编码采集MR数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其中沿着在所述k空间中心处的所述切片编码采集的所述MR数据中的相位变化小于沿着所述第一切片编码采集的所述MR数据中的相位变化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中中心地对所述k空间进行采样用于获得所述脉冲序列的所述剩余回波包括：采集在所述切片编码的两侧处的切片编码之间交替的MR数据，所述切片编码在针对所述剩余回波的每个回波的所述k空间中心处。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述脉冲序列包括三维快速自旋回波脉冲序列，并且还包括在所述扫描期间根据多次所述脉冲序列控制射频线圈和多个梯度线圈，其中每次线性地并且中心地对所述k空间进行采样。
7.一种用于磁共振成像的方法，包括：
利用线性k空间轨迹和中心k空间轨迹采集k空间数据；以及
根据所述采集的k空间数据重建图像。
8.根据权利要求7所述的方法，其中利用所述线性k空间轨迹采集所述k空间数据包括从与k空间中心偏置的切片编码开始顺序地采集所述k空间数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其中利用所述中心k空间轨迹采集所述k空间数据包括采集在所述k空间中心处的切片编码的两侧处的切片编码之间交替的所述k空间数据。
10.根据权利要求8所述的方法，其中在脉冲序列的相位跃变显著地减小之后，所述线性k空间轨迹穿过所述k空间的所述中心。
11.根据权利要求7所述的方法，还包括利用所述线性k空间轨迹采集所述k空间数据用于获得预先确定数量的回波。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述预先确定数量的回波之后切换至所述中心k空间轨迹。
13.根据权利要求7所述的方法，还包括利用所述线性k空间轨迹和所述中心k空间轨迹采集附加k空间数据、根据所述附加k空间数据重建第二图像、以及根据所述图像和所述第二图像之间的差异生成灌注加权图像。
14.一种MR成像系统，包括：
射频(RF)线圈；
梯度线圈单元，所述梯度线圈单元包括多个梯度线圈；
处理器，所述处理器通信地耦接到所述RF线圈和所述梯度线圈单元并且被配置为具有指令，所述指令在被执行时使得所述处理器：
在用脉冲序列扫描期间，控制所述RF线圈和所述梯度线圈线性地对k空间进行采样用于获得所述脉冲序列的预先确定数量的回波，并且中心地对所述k空间进行采样用于获得所述脉冲序列的剩余回波。
15.根据权利要求14所述的系统，其中线性地对所述k空间进行采样用于获得所述预先确定数量的回波包括：沿着与针对所述脉冲序列的第一回波的k空间中心偏置的第一切片编码来采集MR数据，然后顺序地采集用于切片编码的MR数据，直到达到所述预先确定数量的回波。
16.根据权利要求15所述的系统，其中线性地对所述k空间进行采样用于获得所述预先确定数量的回波还包括沿着在所述k空间中心处的切片编码采集MR数据。
17.根据权利要求16所述的系统，其中沿着在所述k空间中心处的所述切片编码采集的所述MR数据中的相位变化小于沿着所述第一切片编码采集的所述MR数据中的相位变化。
18.根据权利要求14所述的系统，其中所述处理器还被配置为根据在所述扫描期间采集的数据重建图像。
19.根据权利要求14所述的系统，其中中心地对所述k空间进行采样用于获得所述脉冲序列的所述剩余回波包括：采集在所述切片编码的两侧处的切片编码之间交替的MR数据，所述切片编码在针对所述剩余回波的每个回波的所述k空间中心处。
20.根据权利要求14所述的系统，其中沿着切片编码采集的MR数据中的相位变化在所述预先确定的数量的回波之后显著地减小。
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