CN112327233A - 多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法及系统，包括：步骤S1:采用k空间径向采样(Radial)的方式，基于单次激发激励回波的记录方式(ss‑DENSE)，实现图像成像数据的快速采集，获取图像采集结果信息；步骤S2:根据图像采集重建信息，进行图像重建，获取图像重建结果信息；步骤S3:根据图像重建结果信息，获取位移场计算结果信息。本发明采用完全不同的位移记录与重建方式；本发明针对创新发明的激励回波位移编码方式进行基于相位特征的重建。

Description

多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法及系统

技术领域

本发明涉及磁共振弹性成像采集与重建技术领域，具体地，涉及一种多相位快 速磁共振弹性成像采集与重建方法及系统，尤其涉及一种基于激励回波位移编码的多相 位快速磁共振弹性成像采集与重建技术。

背景技术

使用普通笛卡尔坐标系的k空间采集方法时TR较长，无法满足单次采集多个 相位的要求。使用平面回波成像(EPI)或螺旋(Spiral)采集的方法虽然总时间较 短，但不能实现单次激发的多相位采集方式。常规磁共振弹性成像方法并未进行降 采样与快速重建的方法，耗费时间长。因此，本发明结合如上方法的优点，将基于 激励回波位移编码的多相位采集方式与快速磁共振成像的方法结合起来，实现磁共 振弹性成像的快速采集，在提高患者舒适度的同时获得高质量的图像。

专利文献CN102920457A公开了一种磁共振弹性成像精确度检测方法，包括以 下步骤：获取在预定外力作用下，通过磁共振弹性成像所得的预定成像区域的成像 位移值；获取所述预定外力及所述预定成像区域的弹性模量的大小；根据所述预定 外力大小，得到所述预定成像区域的应力大小；由所述预定成像区域的应力及弹性 模量的大小，得到所述预定成像区域的理论位移值；将所述预定成像区域的理论位 移值与通过磁共振弹性成像所得的成像位移值进行比较，检测出磁共振弹性成像的 精确度。上述磁共振弹性成像精确度检测方法采用有限体积元法，由预定成像区域 的应力及弹性模量的大小，得到理论位移值，为在磁共振弹性成像获取位移图后， 逆计算求解成像区域的弹性模量提供了参考。该专利的流程构造和技术效果仍然有 待提高的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法及系统。

根据本发明提供的一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法，包括：

步骤S1：采用k空间径向采样(Radial)的方式，基于单次激发激励回波的记录 方式(ss-DENSE)，实现图像成像数据的快速采集，获取图像采集结果信息；

步骤S2：根据图像采集信息，进行图像重建，获取图像重建结果信息；

步骤S3：根据图像重建结果信息，获取位移场计算结果信息。

优选地，所述步骤S1包括：

步骤S1.1：在图像采集前保持待测物体的静止，施加SPAMM模块，则将待测物 体内氢质子初始的位置信息编码至纵向磁化矢量作为后续记录位移的参考：

M_z(x)＝M₀cos(Kx₀)

K＝γG_et_e

其中M₀是在施加SPAMM模块之前稳态下的纵向磁化矢量；x₀是由SPAMM模块记 录到的初始参考位置；G_e是位移编码幅度而t_e是它的持续时间；γ指氢质子的磁旋比， 为一物理常量。图1绘制了磁共振采集的序列图以便直观地显示上述参数的意义。

步骤S1.2：触发振动并同步施加一定数量的加入位移解码梯度G_d的GRE-Radial成像序列；由于解码梯度在一个振动周期内施加时间节点的区别，解码梯度实际将记录不 同时刻下待测物体内部的位移并反映在图像的相位信息中；在MRE中，我们以四个成像 序列为一组，记录振动周期的波峰、波谷以及零相位处的波形信息于k空间中，并重复 采集直至记录完重建四个相位波形图像所需的k空间轨迹线(如采集4相位下分辨率为 256x256的全采样波形图像需要重复402组采集)。

上述方法为获得四相位波形MRE的采集方式，实际上我们通过调节这些成像序列与 SPAMM模块间的时间间隔并在每组内增加或减少成像序列的数量，即可记录任意数量以及任意相位下的波动信息。

步骤S1.3：在采集之后将属于不同相位的k空间轨迹线进行重新排列，获得同一相位下完整的k空间，重建即可获得一组任意相位的波动图像。其采集到的信号可表示为：

其中α是射频激励的翻转角；Δt是运动编码梯度与解码梯度之间的时间间隔； Δx是待测物体质子相对初始位置x₀在Δt内发生的位移；T₁是纵向弛豫时间；T₂是横 向弛豫时间；TE是回波时间；TM是SPAMM模块所需时间，即第一个90°矩形脉冲与 sinc脉冲间的时间间隔；G_d是解码梯度的幅度，它与G_e的幅值相同，符号可以相反。

优选地，所述步骤S2包括：

步骤S2.1：针对欠采样的径向k空间数据开展重建；

由于MRE采集的图像具有周期性，可以设置相位采集时间点，充分利用第一与第三相位、第二与第四相位相反的特征。本专利在使用迭代优化的方法恢复降采样信号的基 础上，基于这一特性引入相位约束的正则项，提出了一种名为PCRSS(Phase ConstraintRadial Sparse SENSE)的方法。其目标函数如下式所示：

其中，m与y分别为待重建的图像以及实际采集到的k空间数据；S为线圈灵敏度，通过预扫描后计算得到；F_uk为空间黄金角径向采集欠采样空间编码矩阵；Ψ为一种稀 疏变换；

为待重建图像x的共轭，即对波形的相位图取反；y^-为对应相反相位实际采集 到的k空间数据；

为对应的反相位k空间编码矩阵；λ₁和λ_phase是正则化参数；求解此目标函数，即可重建出去除降采样伪影的图像。需要说明的是，本重建方法需要针对每一个相位分 别开展重建。

优选地，所述步骤S2包括：

步骤S2.2：一种去噪后的对应相位约束方法，名为Denoised PCRSS。在k空间域 的约束：

在图像域的约束：

其中，η_phase指波动图中的背景噪声，可由预扫描图像中的相位图得到；H代表对矩阵取共轭转置操作；上述两种方法在去除了待重建图像与对应相反相位图像的背景噪声后再进行相位的约束；将更加符合实际的物理情况，因此理论上将具有更高的准确性与 更强的鲁棒性。同样的，采用去噪约束重建的方法也需要针对每一个相位分别开展重建。

优选地，所述步骤S3包括：

步骤S3.1：由于DENSE方法只利用采集信号的相位进行编码，仅取采集到磁共振图像的相位图，除以K即可求解Δx，定量地显示待测物体内部氢质子的位移情况。反映在 图像上，即为以像素点的水平显示物体的波动情况；其计算公式如下：

其中，arg(·)为计算复数的相位。

根据本发明提供的一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建系统，包括：

模块M1：采用k空间径向采样(Radial)的方式，基于单次激发激励回波的记录方式(ss-DENSE)，实现图像成像数据的快速采集，获取图像采集结果信息；

模块M2：根据图像采集重建信息，进行图像重建，获取图像重建结果信息；

模块M3：根据图像重建结果信息，获取位移场计算结果信息。

优选地，所述模块M1包括：

模块M1.1：在图像采集前保持待测物体的静止，施加SPAMM模块，则将待测物体内氢质子初始的位置信息编码至纵向磁化矢量作为后续记录位移的参考：

M_z(x)＝M₀cos(Kx₀)

K＝γG_et_e

其中M₀是在施加SPAMM模块之前稳态下的纵向磁化矢量；x₀是由SPAMM模块记 录到的初始参考位置；G_e是位移编码幅度而t_e是它的持续时间；γ指氢质子的磁旋比， 为一物理常量。图1绘制了磁共振采集的序列图以便直观地显示上述参数的意义。

模块M1.2：触发振动并同步施加一定数量的加入位移解码梯度G_d的GRE-Radial成像序列；由于解码梯度在一个振动周期内施加时间节点的区别，解码梯度实际将记录不 同时刻下待测物体内部的位移并反映在图像的相位信息中；在MRE中，我们以四个成像 序列为一组，记录振动周期的波峰、波谷以及零相位处的波形信息于k空间中，并重复 采集直至记录完重建四个相位波形图像所需的k空间轨迹线(如采集4相位下分辨率为 256x256的全采样波形图像需要重复402组采集)。

上述系统为获得四相位波形MRE的采集方式，实际上我们通过调节这些成像序列与 SPAMM模块间的时间间隔并在每组内增加或减少成像序列的数量，即可记录任意数量以及任意相位下的波动信息。

模块M1.3：在采集之后将属于不同相位的k空间轨迹线进行重新排列，获得同一相位下完整的k空间，重建即可获得一组任意相位的波动图像。其采集到的信号可表示为：

其中α是射频激励的翻转角；Δt是运动编码梯度与解码梯度之间的时间间隔； Δx是待测物体质子相对初始位置x₀在Δt内发生的位移；T₁是纵向弛豫时间；T₂是横 向弛豫时间；TE是回波时间；TM是SPAMM模块所需时间，即第一个90°矩形脉冲与 sinc脉冲间的时间间隔；G_d是解码梯度的幅度，它与G_e的幅值相同，符号可以相反。

优选地，所述模块M2包括：

模块M2.1：针对欠采样的径向k空间数据开展重建；

由于MRE采集的图像具有周期性，可以设置相位采集时间点，充分利用第一与第三相位、第二与第四相位相反的特征。本专利在使用迭代优化的系统恢复降采样信号的基 础上，基于这一特性引入相位约束的正则项，提出了一种名为PCRSS(Phase ConstraintRadial Sparse SENSE)的系统。其目标函数如下式所示：

其中，m与y分别为待重建的图像以及实际采集到的k空间数据；S为线圈灵敏度，通过预扫描后计算得到；F_uk为空间黄金角径向采集欠采样空间编码矩阵；Ψ为一种稀 疏变换；

为待重建图像x的共轭，即对波形的相位图取反；y^-为对应相反相位实际采集 到的k空间数据；

为对应的反相位k空间编码矩阵；λ₁和λ_phase是正则化参数；求解此目标函数，即可重建出去除降采样伪影的图像。需要说明的是，本重建系统需要针对每一个相位分 别开展重建。

优选地，所述模块M2包括：

模块M2.2：一种去噪后的对应相位约束系统，名为Denoised PCRSS。在k空间域 的约束：

在图像域的约束：

其中，η_phase指波动图中的背景噪声，可由预扫描图像中的相位图得到；H代表对矩阵取共轭转置操作；上述两种系统在去除了待重建图像与对应相反相位图像的背景噪声后再进行相位的约束；将更加符合实际的物理情况，因此理论上将具有更高的准确性与 更强的鲁棒性。同样的，采用去噪约束重建的系统也需要针对每一个相位分别开展重建。

优选地，所述模块M3包括：

模块M3.1：由于DENSE系统只利用采集信号的相位进行编码，仅取采集到磁共振图像的相位图，除以K即可求解Δx，定量地显示待测物体内部氢质子的位移情况。反映在 图像上，即为以像素点的水平显示物体的波动情况；其计算公式如下：

其中，arg(·)为计算复数的相位。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明采用完全不同的位移记录与重建方式；本发明针对创新发明的激励回波位移编码方式进行基于相位特征的重建；

2、本发明不采用正弦波的运动敏感梯度，不需要3倍频率的脉冲信号，也不需 要预留30秒采集时间；

3、本发明流程构造合理，使用方便，能够克服现有技术的缺陷。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中的DENSE Radial序列示意图。

图2为本发明中的多相位ss-DENSE Radial采集序列示意图。

图3为本发明中的整体流程示意图。

图4为本发明中的多相位DENSE Radial采集结果示意图。

图5为本发明中的针对单个相位图像的(Denoised)PCRSS算法重建流程示意 图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。 这些都属于本发明的保护范围。

本磁共振弹性成像采集与重建系统包括序列采集模块和图像重建模块。

具体地，在一个实施例中，一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法， 包括如下步骤：

步骤S1：采用k空间径向采样(Radial)的方式，基于单次激发激励回波的记录 方式(ss-DENSE)，实现图像成像数据的快速采集，获取图像采集结果信息；

步骤S2：根据图像采集信息，进行图像重建，获取图像重建结果信息；

步骤S3：根据图像重建结果信息，获取位移场计算结果信息。

所述步骤S1包括：

步骤S1.1：在图像采集前保持待测物体的静止，施加SPAMM模块，则将待测物 体内氢质子初始的位置信息编码至纵向磁化矢量作为后续记录位移的参考：

M_z(x)＝M₀cos(Kx₀)

K＝γG_et_e

其中M₀是在施加SPAMM模块之前稳态下的纵向磁化矢量；x₀是由SPAMM模块记 录到的初始参考位置；G_e是位移编码幅度而t_e是它的持续时间；γ指氢质子的磁旋比， 为一物理常量。图1绘制了磁共振采集的序列图以便直观地显示上述参数的意义。

步骤S1.2：触发振动并同步施加一定数量的加入位移解码梯度G_d的GRE-Radial成像序列；由于解码梯度在一个振动周期内施加时间节点的区别，解码梯度实际将记录不 同时刻下待测物体内部的位移并反映在图像的相位信息中；在MRE中，我们以四个成像 序列为一组，记录振动周期的波峰、波谷以及零相位处的波形信息于k空间中，并重复 采集直至记录完重建四个相位波形图像所需的k空间轨迹线(如采集4相位下分辨率为 256x256的全采样波形图像需要重复402组采集)。

上述方法为获得四相位波形MRE的采集方式，实际上我们通过调节这些成像序列与 SPAMM模块间的时间间隔并在每组内增加或减少成像序列的数量，即可记录任意数量以及任意相位下的波动信息。

步骤S1.3：在采集之后将属于不同相位的k空间轨迹线进行重新排列，获得同一相位下完整的k空间，重建即可获得一组任意相位的波动图像。其采集到的信号可表示为：

其中α是射频激励的翻转角；Δt是运动编码梯度与解码梯度之间的时间间隔； Δx是待测物体质子相对初始位置x₀在Δt内发生的位移；T₁是纵向弛豫时间；T₂是横 向弛豫时间；TE是回波时间；TM是SPAMM模块所需时间，即第一个90°矩形脉冲与 sinc脉冲间的时间间隔；G_d是解码梯度的幅度，它与G_e的幅值相同，符号可以相反。

所述步骤S2包括：

步骤S2.1：针对欠采样的径向k空间数据开展重建；

由于MRE采集的图像具有周期性，可以设置相位采集时间点，充分利用第一与第三相位、第二与第四相位相反的特征。本专利在使用迭代优化的方法恢复降采样信号的基 础上，基于这一特性引入相位约束的正则项，提出了一种名为PCRSS(Phase ConstraintRadial Sparse SENSE)的方法。其目标函数如下式所示：

其中，m与y分别为待重建的图像以及实际采集到的k空间数据；S为线圈灵敏度，通过预扫描后计算得到；F_uk为空间黄金角径向采集欠采样空间编码矩阵；Ψ为一种稀 疏变换；

为待重建图像x的共轭，即对波形的相位图取反；y^-为对应相反相位实际采集 到的k空间数据；

为对应的反相位k空间编码矩阵；λ₁和λ_phase是正则化参数；求解此目标函数，即可重建出去除降采样伪影的图像。需要说明的是，本重建方法需要针对每一个相位分 别开展重建。

所述步骤S2包括：

步骤S2.2：一种去噪后的对应相位约束方法，名为Denoised PCRSS。在k空间域 的约束：

在图像域的约束：

其中，η_phase指波动图中的背景噪声，可由预扫描图像中的相位图得到；H代表对矩阵取共轭转置操作；上述两种方法在去除了待重建图像与对应相反相位图像的背景噪声后再进行相位的约束；将更加符合实际的物理情况，因此理论上将具有更高的准确性与 更强的鲁棒性。同样的，采用去噪约束重建的方法也需要针对每一个相位分别开展重建。

所述步骤S3包括：

步骤S3.1：由于DENSE方法只利用采集信号的相位进行编码，仅取采集到磁共振图像的相位图，除以K即可求解Δx，定量地显示待测物体内部氢质子的位移情况。反映在 图像上，即为以像素点的水平显示物体的波动情况；其计算公式如下：

其中，arg(·)为计算复数的相位。

根据本发明提供的一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建系统，包括：

模块M1：采用k空间径向采样(Radial)的方式，基于单次激发激励回波的记录方式(ss-DENSE)，实现图像成像数据的快速采集，获取图像采集结果信息；

模块M2：根据图像采集重建信息，进行图像重建，获取图像重建结果信息；

模块M3：根据图像重建结果信息，获取位移场计算结果信息。

所述模块M1包括：

模块M1.1：在图像采集前保持待测物体的静止，施加SPAMM模块，则将待测物体内氢质子初始的位置信息编码至纵向磁化矢量作为后续记录位移的参考：

M_z(x)＝M₀cos(Kx₀)

K＝γG_et_e

其中M₀是在施加SPAMM模块之前稳态下的纵向磁化矢量；x₀是由SPAMM模块记 录到的初始参考位置；G_e是位移编码幅度而t_e是它的持续时间；γ指氢质子的磁旋比， 为一物理常量。图1绘制了磁共振采集的序列图以便直观地显示了上述参数的意义。

模块M1.2：触发振动并同步施加一定数量的加入位移解码梯度G_d的GRE-Radial成像序列；由于解码梯度在一个振动周期内施加时间节点的区别，解码梯度实际将记录不 同时刻下待测物体内部的位移并反映在图像的相位信息中；在MRE中，我们以四个成像 序列为一组，记录振动周期的波峰、波谷以及零相位处的波形信息于k空间中，并重复 采集直至记录完重建四个相位波形图像所需的k空间轨迹线(如采集4相位下分辨率为 256x256的全采样波形图像需要重复402组采集)。

上述系统为获得四相位波形MRE的采集方式，实际上我们通过调节这些成像序列与 SPAMM模块间的时间间隔并在每组内增加或减少成像序列的数量，即可记录任意数量以及任意相位下的波动信息。

模块M1.3：在采集之后将属于不同相位的k空间轨迹线进行重新排列，获得同一相位下完整的k空间，重建即可获得一组任意相位的波动图像。其采集到的信号可表示为：

其中α是射频激励的翻转角；Δt是运动编码梯度与解码梯度之间的时间间隔； Δx是待测物体质子相对初始位置x₀在Δt内发生的位移；T₁是纵向弛豫时间；T₂是横 向弛豫时间；TE是回波时间；TM是SPAMM模块所需时间，即第一个90°矩形脉冲与 sinc脉冲间的时间间隔；G_d是解码梯度的幅度，它与G_e的幅值相同，符号可以相反。

所述模块M2包括：

模块M2.1：针对欠采样的径向k空间数据开展重建；

由于MRE采集的图像具有周期性，可以设置相位采集时间点，充分利用第一与第三相位、第二与第四相位相反的特征。本专利在使用迭代优化的系统恢复降采样信号的基 础上，基于这一特性引入相位约束的正则项，提出了一种名为PCRSS(Phase ConstraintRadial Sparse SENSE)的系统。其目标函数如下式所示：

其中，m与y分别为待重建的图像以及实际采集到的k空间数据；S为线圈灵敏度，通过预扫描后计算得到；F_uk为空间黄金角径向采集欠采样空间编码矩阵；Ψ为一种稀 疏变换；

为待重建图像x的共轭，即对波形的相位图取反；y^-为对应相反相位实际采集 到的k空间数据；

为对应的反相位k空间编码矩阵；λ₁和λ_phase是正则化参数；求解此目标函数，即可重建出去除降采样伪影的图像。需要说明的是，本重建系统需要针对每一个相位分 别开展重建。

所述模块M2包括：

模块M2.2：一种去噪后的对应相位约束系统，名为Denoised PCRSS。在k空间域 的约束：

在图像域的约束：

其中，η_phase指波动图中的背景噪声，可由预扫描图像中的相位图得到；H代表对矩阵取共轭转置操作；上述两种系统在去除了待重建图像与对应相反相位图像的背景噪声后再进行相位的约束；将更加符合实际的物理情况，因此理论上将具有更高的准确性与 更强的鲁棒性。同样的，采用去噪约束重建的系统也需要针对每一个相位分别开展重建。

所述模块M3包括：

模块M3.1：由于DENSE系统只利用采集信号的相位进行编码，仅取采集到磁共振图像的相位图，除以K即可求解Δx，定量地显示待测物体内部氢质子的位移情况。反映在 图像上，即为以像素点的水平显示物体的波动情况；其计算公式如下：

其中，arg(·)为计算复数的相位。

在常规的磁共振弹性成像中，为了匹配周期性的外部振动，采集序列往往需要空置大量时间从而获得对同一时刻下波动相位的记录。而在本方法中，我们通过引入多 相位的采集机制，使得成像序列在一次采集中便可以记录波动的多种相位，最大程度 地利用了完整波动周期中的时间，大大提高了图像采集的效率。其采集机制可由图2中 的序列图直观地显示。

为了加速成像，本专利通过采用压缩感知技术，结合相位的周期变化规律，提出了一种新的适用于MRE的快速磁共振成像重建方法。通过结合黄金角的径向采集方式，将 压缩感知与SENSE方法相结合，重建出高倍欠采样的图像。

由于本专利中使用的黄金角的采集方式，对应相反相位采集的k空间轨迹与降采样 的待重建图像实际采集的k空间轨迹具有互补的关系，通过将欠采样的x^-作为重建x时的参考图像，通过目标函数的约束使重建出的x的波形图满足与对应相位图像x^-的波形 图相反的物理性质，从而获得更好的重建效果。

我们利用自行设计的电磁式外部振动器对自制胶体施加50Hz的振动，并通过联影磁共振扫描仪(uMR790，3T，联影，上海)进行图像采集，则可通过本专利所述的新采集 方式得到一组磁共振弹性图像，如图4所示。传统的GRE-MRE序列在不加速的情况下采 集类似的四相位波动图将消耗108s，而使用本专利中的新序列将仅需12s(加入预扫描 时间则需15s)。而对比MRE-EPI序列，两种方法的采集时间基本一致，但本专利提出的 方法具有更高的信噪比，因而能够达到更高的分辨率。

为了验证新提出的重建方法，我们使用上文提及的新采样方式采集了一组四倍欠采 样的图像，将扫描时间从15s进一步缩短为了6s，并依据本专利中提出的(Denoised)PCRSS算法对图像进行了重建，其流程如图5所示。我们将重建结果与全采样的图像进 行对比，并以均方根误差作为指标比较各重建方法的效果，其结果如表1所示。从结果 中可以看到，本专利中新提出的重建方法相较于MCNUFFT或Sparse SENSE方法均有提 升，因此具备实际应用的价值。

各方法重建效果(RMSE)对比如下：

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示 的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的 限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改， 这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的 特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法，其特征在于，包括：

步骤S1：采用k空间径向采样的方式，基于单次激发激励回波的记录方式，实现图像成像数据的采集，获取图像采集结果信息；

步骤S2：根据图像采集重建信息，进行图像重建，获取图像重建结果信息；

步骤S3：根据图像重建结果信息，获取位移场计算结果信息。

2.根据权利要求1所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S1.1：在图像采集前保持待测物体的静止，施加SPAMM模块，则将待测物体内氢质子初始的位置信息编码至纵向磁化矢量作为后续记录位移的参考：

M_z(x)＝M₀cos(Kx₀)

K＝γG_et_e

其中M₀是在施加SPAMM模块之前稳态下的纵向磁化矢量；x₀是由SPAMM模块记录到的初始参考位置；G_e是位移编码幅度而t_e是它的持续时间；γ指氢质子的磁旋比，为一物理常量；

步骤S1.2：触发振动并同步施加一定数量的加入位移解码梯度G_d的GRE-Radial成像序列；由于解码梯度在一个振动周期内施加时间节点的区别，解码梯度实际将记录不同时刻下待测物体内部的位移并反映在图像的相位信息中；在MRE中，以四个成像序列为一组，记录振动周期的波峰、波谷以及零相位处的波形信息于k空间中，并重复采集直至记录完重建四个相位波形图像所需的k空间轨迹线；

步骤S1.3：在采集之后将属于不同相位的k空间轨迹线进行重新排列，获得同一相位下完整的k空间，进行重建即可获得一组任意相位的波动图像；其采集到的信号可表示为：

其中α是射频激励的翻转角；Δt是运动编码梯度与解码梯度之间的时间间隔；Δx是待测物体质子相对初始位置x₀在Δt内发生的位移；T₁是纵向弛豫时间；T₂是横向弛豫时间；TE是回波时间；TM是SPAMM模块所需时间，即第一个90°矩形脉冲与sinc脉冲间的时间间隔；G_d是解码梯度的幅度，它与G_e的幅值相同，符号可以相反。

3.根据权利要求1所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S2.1：针对欠采样的径向k空间数据开展重建；

由于MRE采集的图像具有周期性，设置相位采集时间点；在使用迭代优化的方法恢复降采样信号的基础上，基于这一特性引入相位约束的正则项，提出了一种名为PCRSS的方法；其基于迭代优化方法的图像重建目标函数如下式所示：

其中，m与y分别为待重建的图像以及实际采集到的k空间数据；S为线圈灵敏度，通过预扫描后计算得到；F_u为k空间黄金角径向采集欠采样空间编码矩阵；Ψ为一种稀疏变换；

为待重建图像x的共轭，即对波形的相位图取反；y^-为对应相反相位实际采集到的k空间数据；

为对应的反相位k空间编码矩阵；λ₁和λ_phase是正则化参数；求解此目标函数，即可重建出去除降采样伪影的图像。

4.根据权利要求3所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

步骤S2.2：在k空间域的约束：

在图像域的约束：

其中，η_phase指波动图中的背景噪声，由预扫描图像中的相位图得到；H代表对矩阵取共轭转置操作；上述两种方法在去除了待重建图像与对应相反相位图像的背景噪声后再进行相位的约束；采用去噪约束重建的方法也需要针对每一个相位分别开展重建。

5.根据权利要求1所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S3.1：由于DENSE方法只利用采集信号的相位进行编码，仅取采集到磁共振图像的相位图，除以K即可求解Δx，定量地显示待测物体内部氢质子的位移情况；反映在图像上，即为以像素点的水平显示物体的波动情况；其计算公式如下：

其中，arg(·)为计算复数的相位。

6.一种多相位快速磁共振弹性成像采集与重建系统，其特征在于，包括：

模块M1：采用k空间径向采样的方式，基于单次激发激励回波的记录方式，实现图像成像数据的采集，获取图像采集结果信息；

模块M2：根据图像采集重建信息，进行图像重建，获取图像重建结果信息；

模块M3：根据图像重建结果信息，获取位移场计算结果信息。

7.根据权利要求6所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建系统，其特征在于，所述模块M1包括：

模块M1.1：在图像采集前保持待测物体的静止，施加SPAMM模块，则将待测物体内氢质子初始的位置信息编码至纵向磁化矢量作为后续记录位移的参考：

M_z(x)＝M₀cos(Kx₀)

K＝γG_et_e

其中M₀是在施加SPAMM模块之前稳态下的纵向磁化矢量；x₀是由SPAMM模块记录到的初始参考位置；G_e是位移编码幅度而t_e是它的持续时间；γ指氢质子的磁旋比，为一物理常量；

模块M1.2：触发振动并同步施加一定数量的加入位移解码梯度G_d的GRE-Radial成像序列；由于解码梯度在一个振动周期内施加时间节点的区别，解码梯度实际将记录不同时刻下待测物体内部的位移并反映在图像的相位信息中；在MRE中，我们以四个成像序列为一组，记录振动周期的波峰、波谷以及零相位处的波形信息于k空间中，并重复采集直至记录完重建四个相位波形图像所需的k空间轨迹线；

模块M1.3：在采集之后将属于不同相位的k空间轨迹线进行重新排列，获得同一相位下完整的k空间，重建即可获得一组任意相位的波动图像；其采集到的信号可表示为：

其中α是射频激励的翻转角；Δt是运动编码梯度与解码梯度之间的时间间隔；Δx是待测物体质子相对初始位置x₀在Δt内发生的位移；T₁是纵向弛豫时间；T₂是横向弛豫时间；TE是回波时间；TM是SPAMM模块所需时间，即第一个90°矩形脉冲与sinc脉冲间的时间间隔；G_d是解码梯度的幅度，它与G_e的幅值相同，符号可以相反。

8.根据权利要求6所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建系统，其特征在于，所述模块M2包括：

模块M2.1：针对欠采样的径向k空间数据开展重建；

由于MRE采集的图像具有周期性，设置相位采集时间点，利用第一与第三相位、第二与第四相位相反的特征；在使用迭代优化的方法恢复降采样信号的基础上，基于这一特性引入相位约束的正则项；其基于迭代优化方法的图像重建目标函数如下式所示：

其中，m与y分别为待重建的图像以及实际采集到的k空间数据；S为线圈灵敏度，通过预扫描后计算得到；F_u为k空间黄金角径向采集欠采样空间编码矩阵；Ψ为一种稀疏变换；

为待重建图像x的共轭，对波形的相位图取反；y^-为对应相反相位实际采集到的k空间数据；

为对应的反相位k空间编码矩阵；λ₁和λ_phase是正则化参数；求解此目标函数，即可重建出去除降采样伪影的图像。

9.根据权利要求8所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建系统，其特征在于，所述模块M2包括：

模块M2.2：在k空间域的约束：

在图像域的约束：

其中，η_phase指波动图中的背景噪声，由预扫描图像中的相位图得到；H代表对矩阵取共轭转置操作；上述两种方法在去除了待重建图像与对应相反相位图像的背景噪声后再进行相位的约束；采用去噪约束重建的方法也需要针对每一个相位分别开展重建。

10.根据权利要求6所述的多相位快速磁共振弹性成像采集与重建系统，其特征在于，所述模块M3包括：

模块M3.1：取采集到磁共振图像的相位图，除以K即可求解Δx，定量地显示待测物体内部氢质子的位移情况；其计算公式如下：

其中，arg(·)为计算复数的相位。

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