CN116548948A

CN116548948A - 磁共振成像的系统和方法

Info

Publication number: CN116548948A
Application number: CN202210824576.4A
Authority: CN
Inventors: 刘琦; 吕靖原; 张仲奇; 徐健
Original assignee: Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Current assignee: Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority date: 2022-01-29
Filing date: 2022-07-14
Publication date: 2023-08-08
Also published as: US20230243907A1; US11940516B2

Abstract

一种用于磁共振成像(MRI)的方法，可以包括获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。该方法还可以包括选择一部分成像信号作为与感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的辅助信号。该方法还可以包括基于成像信号和辅助信号生成与至少一个目标图像，该目标图像与感兴趣区域的至少一个时间维度相关联。

Description

磁共振成像的系统和方法

交叉引用

本申请要求以下申请的优先权：

2022年1月29日提交的编号为17/649,360的美国申请；

上述申请的内容以引用方式被包含于此。

技术领域

本申请总体上涉及医学成像，尤其涉及用于磁共振成像(MRI)的系统和方法。

背景技术

多任务技术能够在单个磁共振成像扫描中获取多维的磁共振成像数据(例如，与各种生理运动、弛豫等有关的信息)。在一些情况下，获取被配置为确定图像重建的时间信息的导航信号，以及获取被配置为确定用于图像重建的空间信息的图像信号，然而，这导致成像时间的增加和成像效率的降低。因此，有必要为多任务技术提供高效的系统和方法。

发明内容

根据本申请的一个方面，用于磁共振成像(MRI)的系统可以包括一个或以上存储设备和一个或以上处理器，所述处理器被配置为与所述一个或以上存储设备通信。一个或以上存储设备可以包括一组指令。当一个或以上处理器执行该组指令时，可以引导一个或以上处理器来执行以下操作中的一个或以上操作。一个或以上处理器可获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。一个或以上处理器可以选择一部分所述成像信号作为与所述感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的辅助信号。一个或以上处理器可以基于所述辅助信号确定与所述感兴趣区域的至少一个时间维度有关的时间信息。一个或以上处理器可以基于所述成像信号和所述辅助信号，生成至少一个目标图像，所述目标图像与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关联。

根据本申请的另一方面，用于磁共振成像(MRI)的方法可以包括以下一个或以上操作。一个或以上处理器可以获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。一个或以上处理器可以选择一部分所述成像信号作为与所述感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的辅助信号。一个或以上处理器可以基于所述辅助信号确定与所述感兴趣区域的至少一个时间维度有关的时间信息。一个或以上处理器可以基于所述成像信号和所述辅助信号，生成至少一个目标图像，所述目标图像与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关联。

根据本申请的又一方面，用于磁共振成像(MRI)的系统可以包括获取模块，被配置为获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。所述系统还可以包括确定模块，被配置为选择一部分所述成像信号作为与所述感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的辅助信号。所述系统还可以包括重建模块，被配置为基于所述成像信号和所述辅助信号，生成至少一个目标图像，所述目标图像与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关联。

根据本申请的又一方面，非暂时性计算机可读介质可以包括至少一组指令。所述至少一组指令可以由计算机服务器的一个或以上处理器执行。一个或以上处理器可以获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。一个或以上处理器可以选择一部分所述成像信号作为与所述感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的辅助信号。一个或以上处理器可以基于所述辅助信号确定与所述感兴趣区域的至少一个时间维度有关的时间信息。一个或以上处理器可以基于所述成像信号和所述辅助信号，生成至少一个目标图像，所述目标图像与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关联。

在一些实施例中，所述辅助信号包括在k空间的中心区域中采样的所述一部分所述成像信号。

在一些实施例中，所述k空间的中心区域包括沿k空间的选层方向的k空间中心线。

在一些实施例中，基于至少两个k空间轨迹获取所述成像信号，每个所述k空间轨迹都通过所述中心区域。

在一些实施例中，为了选择所述一部分所述成像信号作为与所述感兴趣区域相关联的所述辅助信号，所述一个或以上处理器可以获取至少两个数据集，每个所述数据集包括一部分所述至少两个k空间轨迹。在每个所述数据集中，一个或以上处理器可以选择在所述中心区域中采样的所述成像信号作为辅助子集。所述一个或以上处理器可以将所述至少两个辅助子集指定为所述辅助信号。

在一些实施例中，对于每个所述数据集，可以连续对所述数据集中的k空间轨迹进行采样。

在一些实施例中，对于所述至少两个数据集中的每一个，所述相应辅助子集中的所述被选成像信号对应所述中心区域的不同采样位置。

在一些实施例中，所述成像信号在沿k空间的选层方向排列的至少两个平行k空间片层中获取。

在一些实施例中，所述至少两个平行片层中的每个片层中的所述k空间轨迹穿过所述片层的中心。所述中心区域沿所述选层方向穿过所述至少两个平行片层的中心。

在一些实施例中，对于每个所述数据集，其中的所述k空间轨迹是径向轨迹且对应于相同角度，其中的每条所述径向轨迹来自所述至少两个平行片层中的一个。

在一些实施例中，为了基于所述成像信号和所述辅助信号，生成所述至少一个目标图像，所述目标图像与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关联，所述一个或以上处理器可以基于所述辅助信号，确定与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关的时间信息。一个或以上处理器可以基于所述时间信息和所述成像信号，确定与所述感兴趣区域的至少一个空间维度相关的空间信息。一个或以上处理器可以基于所述时间信息和所述空间信息，生成所述感兴趣区域的所述至少一个目标图像。

在一些实施例中，所述时间信息包括与所述至少一个时间维度相关的至少一个时间基函数，所述空间信息包括与所述至少一个空间维度相关的至少一个空间基函数。

在一些实施例中，所述至少一个时间维度包括心脏运动、呼吸运动、T1弛豫、T2弛豫、化学交换饱和转移(CEST)、造影剂动态、T1ρ对比、分子扩散或持续时间中的至少一个。

在一些实施例中，为了基于所述时间信息和所述成像信号，确定与所述感兴趣区域的所述至少一个空间维度相关的所述空间信息，所述一个或以上处理器可以基于所述成像信号和所述时间信息构造目标函数。所述一个或以上处理器可以确定预估的空间信息。所述一个或以上处理器可以基于所述预估的空间信息和所述时间信息，确定预估的成像数据。所述一个或以上处理器可以确定所述成像信号和所述预估的成像数据之间的差异。所述一个或以上处理器可以基于所述差异，求解所述目标函数，确定所述空间信息。

本申请的一部分附加特性可以在以下描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各个方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。

附图说明

本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。附图未按比例绘制。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：

图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性磁共振成像系统的示意图；

图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性磁共振成像扫描设备的示意图；

图3是根据本申请的一些实施例所示的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；

图4是根据本申请的一些实施例所示的移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；

图5是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的示意图；

图6是根据本申请的一些实施例所示的用于生成至少一个目标图像的示例性过程的流程图。

图7是根据本申请的一些实施例所示的成像信号的示例性采样模式的示意图；

图8是根据本申请的一些实施例所示的成像信号的示例性采样序列的示意图；

图9是根据本申请的一些实施例所示的与造影剂相关的呼吸运动和信号强度变化的示例性的示意图；

图10A-图10F是根据本申请的一些实施例所示的目标图像的示例性的示意图；以及

图11A-图11F是根据本申请的一些实施例所示的目标图像的示例性的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。然而，本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其它情况下，为了避免不必要地使本申请的各方面变得晦涩难懂，已经在较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所披露的实施例作出各种改变，并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下，本申请中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本申请不限于所示的实施例，而是符合与申请专利范围一致的最广泛范围。

本申请中所使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而非限制性的。如本申请使用的单数形式“一”、“一个”及“该”同样可以包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。如本文所用，术语“和/或”和“至少一个”包括一个或多个相关的列出的项目的任何和所有组合。应进一步理解，当在本申请中使用术语“包括”、“包含”、“包括”和/或“包括”时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。此外，术语“示例性”意指示例或说明。

应当理解，本申请使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“块”是用于按升序区分不同级别的不同构件、元件、部件、部分或组件的方法。然而，如果可以达到相同的目的，这些术语也可以被其他表达替换。

通常，这里使用的词语“模块”、“单元”或“块”是指体现在硬件或固件中的逻辑，或者是软件指令的集合。本文描述的模块、单元或块可以被实现为软件和/或硬件，并且可以存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或其他存储设备中。在一些实施例中，可以编译软件模块/单元/块并将其链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他模块/单元/块或从它们自身调用，和/或可以响应检测到的事件或中断来调用。配置用于在计算设备上执行的软件模块/单元/块可以在计算机可读介质上提供，例如光盘、数字视频光盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质，或者作为数字下载(并且最初可以以压缩或可安装的格式存储，在执行之前需要安装、解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以嵌入固件中，例如，可擦除可编程只读存储器。还应当理解，硬件模块/单元/块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器，和/或可以包括可编程单元，例如可编程门阵列或处理器。这里描述的模块/单元/块或计算设备功能可以实现为软件模块/单元/块，但是可以用硬件或固件表示。通常，这里描述的模块/单元/块指的是逻辑模块/单元/块，其可以与其他模块/单元/块组合或者分成子模块/子单元/子块，尽管它们是物理组织或存储器件。该描述可适用于系统、引擎或其一部分。

应当理解，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元素，但是各种元素不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，在不脱离本申请的示例性实施例的范围的情况下，第二元件可以被称为第一元件。

本申请中的术语“像素”和“体素”可互换地使用，以指代图像中的元素。本申请中的术语“图像”用于指代各种形式的图像，包括二维图像、三维图像、四维图像等。

使用各种术语描述元素之间的空间和功能关系，包括“连接”、“附加”和“安装”。除非在本申请中描述了第一和第二元件之间的关系时明确地描述为“直接”，则该关系包括直接关系，其中第一和第二元件之间没有存在其他介入元件，也可以包括间接关系，其中第一和第二元件之间(在空间或功能上)存在一个或以上介入元件。相反，当元件被称为“直接”连接、附加或定位到另一个元件时，则没有存在介入元件。用于描述元素之间的关系的其他单词应该以类似的方式解释(例如，“在两者之间”与“直接在两者之间”，“相邻”与“直接相邻”)。

根据以下对附图的描述，本申请的这些和其它的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法，以及部件组合和制造经济性，可以变得更加显而易见，这些附图都构成本申请说明书的一部分。然而，应当理解的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。

本申请使用的流程图示出了根据本申请公开的一些实施例所示的系统所执行的操作。应明确地理解流程图的操作可以不是按顺序实现的。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将一个或以上其他操作添加到这些流程图中。也可以从流程图中删除一个或以上操作。

本申请提供用于医疗成像和/或医疗的系统和组件。在一些实施例中，医疗系统可以包括成像系统。成像系统可以包括单模态成像系统和/或多模态成像系统。单模态成像系统可以包括例如磁共振成像(MRI)系统。示例性磁共振成像系统可以包括超导磁共振成像系统、非超导磁共振成像系统等。多模态成像系统可以包括例如计算机断层扫描磁共振成像(MRI-CT)系统、正电子发射断层扫描磁共振成像(PET-MRI)系统、单光子发射计算机断层扫描磁共振成像(SPECT-MRI)系统、数字减影血管造影磁共振成像(DSA-MRI)系统等。在一些实施例中，医疗系统可以包括治疗系统。治疗系统可以包括治疗计划系统(TPS)、图像引导放射治疗(IGRT)等。图像引导放射治疗(IGRT)可以包括治疗设备和成像设备。治疗设备可以包括直线加速器、回旋加速器、同步加速器等，被配置为对对象进行放射治疗。处理设备可以包括各种粒子种类的加速器，该粒子种类包括例如光子、电子、质子或重离子。成像设备可以包括磁共振扫描仪、电子计算机断层扫描仪(例如，锥形束计算机断层扫描(CBCT)扫描仪)、数字放射学(DR)扫描仪、电子门户成像设备(EPID)等。

本申请的一个方面涉及用于磁共振成像的系统和方法，更具体地说，涉及用于磁共振成像中的多任务技术的系统和方法。

可以基于至少两个k空间轨迹来获取成像信号，每个k空间轨迹穿过三维的k空间的中心区域，例如，沿着k空间的选层方向的k空间中心线(例如，在三维的k空间中Kx＝Ky＝0)。这些系统和方法可以获取至少两个数据集，每个数据集包括连续采样的至少两个k空间轨迹的一部分。在至少两个数据集中的每个数据集中，该系统和方法可以选择在中心区域采样的成像信号作为辅助子集。该系统和方法可以将至少两个辅助子集指定为辅助信号。对于至少两个数据集中的每一个，可以在中心区域中的不同位置对相应辅助子集中的所选成像信号进行采样，使得所选成像信号在k空间中的分布可以覆盖中心区域。该系统和方法可以基于辅助信号确定与感兴趣区域的至少一个时间维度相关的时间信息。该系统和方法可以基于辅助信号和成像信号确定与感兴趣区域的至少一个空间维度有关的空间信息。该系统和方法可以基于时间信息和空间信息生成感兴趣区域的至少一个目标图像。

在一些情况下，可以通过以采样频率重复采样k空间的相同子集(例如，相同位置或相同区域)来采集辅助信号。例如，辅助信号可以对应于k空间中的一条或以上相同的k空间线(例如，三维的k空间中Ky＝Kz＝0的k空间中心线)，并且可以通过以采样频率重复采样k空间线来获取辅助信号。

在本申请中，至少两个辅助子集中的每个可以对应于k空间的相同区域，例如，k空间中心线。与通过以采样频率重复地对k空间中心线进行额外采样来采集辅助信号的情况相比，辅助子集的时间间隔可以对应于采样频率。因此，从成像数据中选择的辅助子集可以用作辅助信号，以确定多任务技术的时间信息。

在本申请中，可以从成像信号中提取辅助信号，而不是通过执行额外的采样来获取辅助信号，这减少了成像时间并提高了磁共振成像的效率。

图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性磁共振成像系统的示意图。如图所示，磁共振成像系统100可以包括磁共振成像设备110、处理设备120、存储设备130、终端140和网络150。磁共振成像系统100的组件可以以一种或以上方式连接。仅作为示例，如图1所示，磁共振成像设备110可以直接连接到处理设备120，如连接磁共振成像设备110和处理设备120的虚线双向箭头所示，或者通过网络150连接。作为另一示例，存储设备130可以直接连接到磁共振成像设备110，如连接磁共振成像设备110和存储设备130的虚线双向箭头所示，或者通过网络150连接。作为又一示例，终端140可以直接连接到处理设备120，如连接终端140和处理设备120的虚线双向箭头所示，或者通过网络150连接。

磁共振成像设备110可以被配置为扫描对象(或对象的一部分)以获取图像数据，例如与对象相关联的回波信号(也称为磁共振(MR)数据或磁共振信号)。例如，磁共振成像设备110可以通过在对象上应用磁共振成像脉冲序列来检测至少两个回波信号。在一些实施例中，如结合图2所述，磁共振成像设备110可以包括例如主磁体、梯度线圈(或也称为空间编码线圈)、射频(RF)线圈等。在一些实施例中，根据主磁体的类型，磁共振成像设备110可以是永磁磁共振成像扫描仪、超导电磁铁磁共振成像扫描仪、电阻电磁铁磁共振成像扫描仪等。在一些实施例中，根据磁场强度，磁共振成像设备110可以是高场磁共振成像扫描仪、中场磁共振成像扫描仪、低场磁共振成像扫描仪等。

由磁共振成像设备110扫描的对象可以是生物或非生物。例如，对象可以包括患者、人造物体等。作为另一示例，对象可以包括患者的特定部分、器官、组织和/或身体部位。仅作为示例，对象可以包括头部、大脑、颈部、身体、肩部、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等，或其任何组合。

出于说明目的，图1中可以提供包括X轴、Y轴和Z轴的坐标系160。图1所示的X轴和Z轴可以是水平的，Y轴可以是垂直的。如图所示，沿X轴的正X方向可以是从面向磁共振成像设备110正面的方向看，从磁共振成像设备110的右侧到左侧；图1所示的Y轴的正Y方向可以是从磁共振成像设备110的下部到上部的方向；图1所示的沿Z轴的正Z方向可以指对象移出磁共振成像设备110的扫描通道(或称为扫描孔)的方向。

在一些实施例中，可以指示磁共振成像设备110沿选层选择对象的解剖区域(例如，片层或体积)，并扫描解剖区域以从解剖区域获取至少两个回波信号。在扫描期间，解剖区域内的空间编码可以通过沿频率编码方向、相位编码方向和选层方向的空间编码线圈(例如，X线圈、Y线圈、Z线圈)来实现。可以对回波信号进行采样，并且相应的采样数据可以存储到k空间矩阵中用于图像重建。出于说明目的，本申请中的选层方向可以对应于由坐标系160定义的Z方向和k空间中的Kz方向；相位编码方向可以对应于由坐标系160定义的Y方向和k空间中的Ky方向；频率编码方向(也称为读出方向)可以对应于由坐标系160定义的X方向和k空间中的Kx方向。应当注意，选层方向、相位编码方向和频率编码方向可以根据实际需要进行修改，并且该修改可以不脱离本申请的范围。磁共振成像设备110的更多描述可以在本申请的其他地方找到。例如，参见图2及其描述。

处理设备120可以处理从磁共振成像设备110、存储设备130和/或终端140获取的数据和/或信息。例如，处理设备120可以获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。处理设备120可以选择成像信号的一部分作为与感兴趣区域相关联的辅助信号。处理设备120可以基于辅助信号确定与感兴趣区域的至少一个时间维度相关的时间信息。处理设备120可以基于辅助信号和成像信号确定与感兴趣区域的至少一个空间维度相关的空间信息。处理设备120可以基于时间信息和空间信息生成感兴趣区域的至少一个目标图像。在一些实施例中，处理设备120可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的，也可以是分布式的。在一些实施例中，处理设备120可以是本地的或远程的。例如，处理设备120可以经由网络150访问来自磁共振成像设备110、存储设备130和/或终端140的信息和/或数据。作为另一示例，处理设备120可以直接连接到磁共振成像设备110、终端140和/或存储设备130以访问信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备120可以在云平台上实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等，或其组合。在一些实施例中，处理设备120可以是终端140的一部分。在一些实施例中，处理设备120可以是磁共振成像设备110的一部分。

存储设备130可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备130可以存储从磁共振成像设备110、处理设备120和/或终端140获得的数据。数据可以包括由处理设备120获取的图像数据、用于处理图像数据的算法和/或模型等。例如，存储设备130可以存储从磁共振成像设备(例如，磁共振成像设备110)获取的成像信号。作为另一示例，存储设备130可以存储至少两个线圈中的每个线圈的线圈灵敏度的信息。作为又一示例，存储设备130可以存储由处理设备120确定的目标图像。在一些实施例中，存储设备130可以存储数据和/或指令，处理设备120和/或终端140可以执行或使用这些数据和/或指令来执行本申请中描述的示例性方法。在一些实施例中，存储设备130可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任何组合。示例性大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、内存卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性随机存储器可以包括动态随机存储器(DRAM)、双倍数据速率同步动态随机存储器(DDRSDRAM)、静态随机存储器(SRAM)、晶闸管随机存储器(T-RAM)和零电容随机存储器(Z-RAM)等。示例性只读存储器可以包括掩模只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)和数字多功能磁盘只读存储器等。在一些实施例中，存储设备130可以在云平台上实现。仅作为示例，该云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、云间云、多云等或其任意组合。

在一些实施例中，存储设备130可以连接到网络150以与磁共振成像系统100中的一个或以上其他组件(例如，处理设备120、终端140)通信。磁共振成像系统100中的一个或以上组件可以经由网络150访问存储在存储设备130中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备130可以集成到磁共振成像设备110或处理设备120中。

终端140可以连接到磁共振成像设备110、处理设备120和/或存储设备130和/或与之通信。在一些实施例中，终端140可以包括移动设备141、平板电脑142、膝上型电脑143等，或其任何组合。例如，移动设备141可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、笔记本电脑、平板电脑、台式机等，或其任何组合。在一些实施例中，终端140可以包括输入设备、输出设备等。输入设备可以包括字母数字键和其他键，这些键可以通过键盘、触摸屏(例如，具有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼球跟踪输入、大脑监控系统或任何其他类似的输入机制输入。其他类型的输入设备可以包括光标控制设备，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出设备可以包括显示器、打印机等，或其任何组合。

网络150可以包括可促进磁共振成像系统100的信息和/或数据交换的任何合适网络。在一些实施例中，磁共振成像系统100的一个或以上组件(例如，磁共振成像设备110、处理设备120、存储设备130、终端140等)可以通过网络150与磁共振成像系统100的一个或以上其他组件通信信息和/或数据。例如，处理设备120可以经由网络150从磁共振成像设备110获取磁共振数据。作为另一示例，处理设备120和/或终端140可以经由网络150获得存储在存储设备130中的信息。网络150可以是和/或包括公共网络(例如，互联网)、专用网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN))等)、有线网络(例如，以太网)、无线网络(例如，802.11网络、Wi-Fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(VPN)，卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机和/或其任何组合。例如，网络150可以包括有线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内部网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网络(PSTN)、蓝牙网络，ZigBee网络、近场通信(NFC)网络等，或其任何组合。在一些实施例中，网络150可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络150可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或互联网交换点，通过这些接入点，磁共振成像系统100的一个或以上组件可以连接到网络150以交换数据和/或信息。

该描述旨在说明，而不是限制本申请的范围。对于本领域技术人员来说，许多替代方案、修改和变化将是显而易见的。本申请描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特征可以以各种方式组合，以获得附加和/或替代示例性实施例。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。在一些实施例中，磁共振成像系统100可以包括一个或以上附加组件，和/或可以省略上述一个或以上组件。另外或可选地，磁共振成像系统100的两个或以上组件可以集成到单个组件中。例如，处理设备120可以集成到磁共振成像设备110中。作为另一个示例，磁共振成像系统100的组件可以由能够实现该组件的功能的另一个组件替换。作为另一示例，处理设备120和终端140可以集成到单个设备中。

图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性磁共振成像扫描设备的示意图。如图所示，主磁体201可以产生第一磁场(或被称为主磁场)，其可被施加到位于第一磁场内的物体(也被称为对象)上。主磁体201可以包括电阻磁体或超导磁体，两者都需要电源(图2中未示出)来进行操作。或者，主磁体201可以包括永磁体。主磁体201可以形成检测区域，并沿Z方向围绕移动到检测区域内或定位在检测区域内的物体。主磁体201还可以控制产生的主磁场的均匀性。一些匀场线圈可以位于主磁铁201中。放置在主磁体201的间隙中的匀场线圈可以补偿主磁体201的磁场的不均匀性。匀场线圈可通过匀场电源通电。

梯度线圈202可以位于主磁体201内。例如，梯度线圈202可以位于检测区域中。梯度线圈202可以沿Z方向围绕移动到检测区域内或定位在检测区域内的物体。梯度线圈202可以围绕Z方向被主磁体201包围，并且比主磁体201更靠近物体。梯度线圈202可以产生第二磁场(或称为梯度场，包括梯度场Gx、Gy和Gz)。第二磁场可以叠加在由主磁体201产生的主磁场上，并使主磁场畸变，使得物体的质子的磁取向可以随其在梯度场内的位置而变化，从而将空间信息编码为由被成像物体的区域产生的磁共振信号。梯度线圈202可以包括X线圈(例如，被配置成生成对应于X方向的梯度场Gx)、Y线圈(例如，被配置成生成对应于Y方向的梯度场Gy)和/或Z线圈(例如，被配置成生成对应于Z方向的梯度场Gz)(图2中未示出)。在一些实施例中，Z线圈可以基于圆形(麦克斯韦)线圈设计，而X线圈和Y线圈可以基于鞍形(戈莱)线圈配置设计。三组线圈可以产生三个不同的磁场，用于位置编码。梯度线圈202可以允许对磁共振信号进行空间编码以用于图像重建。梯度线圈202可以与X梯度放大器204、Y梯度放大器205或Z梯度放大器206中的一个或以上连接。三个放大器中的一个或以上可以连接到波形发生器216。波形发生器216可以生成应用于X梯度放大器204、Y梯度放大器205和/或Z梯度放大器206的梯度波形。放大器可以放大波形。放大的波形可以应用于梯度线圈202中的线圈之一，以分别在X轴、Y轴或Z轴上产生磁场。梯度线圈202可以设计用于闭孔磁共振成像扫描仪或开孔磁共振成像扫描仪。在一些情况下，梯度线圈202的所有三组线圈都可以通电，并由此产生三个梯度场。在本申请的一些实施例中，X线圈和Y线圈可以通电以在X方向和Y方向上产生梯度场。如本申请所用，图2的描述中的X轴、Y轴、Z轴、X方向、Y方向和Z方向与图1中描述的相同或类似。

在一些实施例中，射频(RF)线圈203可以位于主磁体201内，并用作发射器、接收器或两者均使用。例如，射频线圈203可以位于检测区域中。射频线圈203可以沿Z方向环绕移动到检测区域内或定位在检测区域内的物体。射频线圈203可以被主磁体201和/或梯度线圈202围绕Z方向包围，并且比梯度线圈202更靠近物体。射频线圈203可以与射频电子设备209连接，射频电子设备209可以被配置或用作一个或以上用作波形发射器和/或波形接收器的集成电路(IC)。射频电子设备209可以连接到射频功率放大器(RFPA)207和模数转换器(ADC)208。

当用作发射器时，射频线圈203可以产生射频信号，该射频信号提供第三磁场，该第三磁场用于产生与被成像物体区域相关的磁共振信号。第三磁场可以垂直于主磁场。波形发生器216可以产生射频脉冲。射频脉冲可以由射频功率放大器207放大，由射频电子设备209处理，并应用于射频线圈203以响应于射频电子设备209基于放大的射频脉冲产生的强大电流而产生射频信号。

当用作接收器时，射频线圈可以负责检测磁共振信号(例如回波)。在激发之后，由物体产生的磁共振信号可以由射频线圈203感测。然后，接收放大器可以从射频线圈203接收感测的磁共振信号，放大感测的磁共振信号，并将放大的磁共振信号提供给模数转换器208。模数转换器208可以将磁共振信号从模拟信号转换为数字信号。然后，可以将数字磁共振信号发送到处理设备140以进行采样。

在一些实施例中，主磁铁线圈201、梯度线圈202和射频线圈203可以围绕Z方向相对于物体进行圆周定位。本领域技术人员可以理解，主磁体201、梯度线圈202和射频线圈203可以位于物体周围的各种配置中。

在一些实施例中，射频功率放大器207可以放大射频脉冲(例如，射频脉冲的功率、射频脉冲的电压)，从而产生放大的射频脉冲以驱动射频线圈203。

磁共振成像系统(例如，本申请公开的磁共振成像系统100)通常可以用于从患者获取特定感兴趣区域(ROI)的内部图像，该感兴趣区域可用于诊断、治疗等目的，或其组合。磁共振成像系统包括主磁体(例如，主磁体201)组件，用于提供强均匀的主磁场，以对齐患者体内氢原子的单个磁矩。在这个过程中，氢原子以其特有的拉莫尔频率围绕其磁极振荡。如果组织受到一个附加磁场的作用，该磁场被调谐到拉莫尔频率，氢原子吸收额外的能量，从而旋转氢原子的净对准力矩。附加磁场可以由射频激发信号(例如，由射频线圈203产生的射频信号)提供。当附加磁场被移除时，氢原子的磁矩旋转回到与主磁场对齐的位置，从而发出回波信号。接收并处理回波信号以形成磁共振成像图像。T1弛豫可以是净磁化强度增长/恢复到与主磁场平行的初始最大值的过程。T1可以是纵向磁化重新生长的时间常数(例如，沿着主磁场)。T2弛豫可以是磁化的横向分量衰减或退相的过程。T2可以是横向磁化衰减/退相的时间常数。

如果主磁场在患者全身均匀分布，则射频激发信号可能会非选择性地激发样品中的所有氢原子。因此，为了对患者身体的特定部分成像，可以将具有特定定时、频率和相位的X、Y和Z方向上的磁场梯度Gx、Gy和Gz(例如，由梯度线圈202产生)叠加在均匀磁场上，使得射频激发信号激发患者身体的所需片层中的氢原子，根据氢原子在“图像片层”中的位置，在回波信号中编码独特的相位和频率信息基于梯度编码，可以执行傅里叶成像，其中可以使用特定的采样轨迹获取表示对象的空间频率的测量，称为k空间。特定采样轨迹可以包括笛卡尔轨迹或非笛卡尔轨迹，例如螺旋轨迹、径向轨迹等，并且通过对k空间数据应用逆傅里叶变换(例如，逆快速傅里叶变换)来执行图像重建。

通常，通过一系列测量周期扫描患者身体的待成像部分，其中射频激发信号和磁场梯度Gx、Gy和Gz根据正在使用的磁共振成像的成像协议而变化。协议可以针对一个或以上待成像组织、疾病和/或临床场景而设计。协议可以包括在不同平面和/或具有不同参数的特定数量的脉冲序列。脉冲序列可以包括自旋回波序列、梯度回波序列、扩散序列、反转恢复序列等，或其任何组合。例如，自旋回波序列可以包括快速自旋回波(FSE)脉冲序列、涡轮自旋回波(TSE)脉冲序列、具有弛豫增强(RARE)脉冲序列的快速捕获、半傅立叶捕获单激发涡轮自旋回波(HASTE)脉冲序列、涡轮梯度自旋回波(TGSE)脉冲序列等，或其任何组合。作为另一示例，梯度回波序列可以包括平衡稳态自由进动(bSSFP)脉冲序列、破坏梯度回波(GRE)脉冲序列、回波平面成像(EPI)脉冲序列、稳态自由进动(SSFP)等，或其任何组合。对于每个磁共振成像扫描，产生的回波信号可以被数字化和处理，以根据所使用的磁共振成像的成像协议重建图像。

图3是根据本申请的一些实施例所示的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图。在一些实施例中，可以在计算设备300的一个或以上组件上实现磁共振成像系统100的一个或以上组件。仅作为示例，处理设备120和/或终端140可以分别由计算设备300的一个或以上组件实现。

如图3所示，计算设备300可以包括处理器310，存储设备320，输入/输出(I/O)330和通信端口340。处理器310可以根据本申请描述的技术执行计算机指令(例如，程序代码)并执行处理设备120的功能。计算机指令可以包括例如例程、程序、物体、组件、数据结构、过程、模块和功能，它们执行本申请描述的特定功能。例如，处理器310可以处理从磁共振成像设备110、存储设备130、终端140和/或磁共振成像系统100的任何其他组件获得的对象的图像数据。

在一些实施例中，处理器310可以包括一个或以上硬件处理器，例如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)，微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机器(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或以上功能的任何电路或处理器等，或其组合。

仅用于说明，在计算设备300中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本申请中的计算设备300还可以包括多个处理器。因此，如本申请所述由一个处理器执行的操作和/或方法步骤也可以由多个处理器联合或单独执行。例如，如果在本申请中，计算设备300的处理器同时执行操作A和操作B，应当理解，操作A和操作B也可以由计算设备300中的两个或以上不同处理器共同或单独地执行(例如，第一处理器执行操作A，第二处理器执行操作B，或者第一和第二处理器共同执行操作A和B)。

存储设备320可以存储从磁共振成像设备110、存储设备130、终端140和/或磁共振成像系统100的任何其他组件获得的数据/信息。在一些实施例中，存储设备320可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任何组合。例如，大容量存储设备可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。可移动存储设备可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。随机存储器可以包括动态随机存储器(DRAM)、双数据速率同步动态随机存储器(DDRSDRAM)、静态随机存储器(SRAM)、晶闸管随机存储器(T-RAM)和零电容随机存储器(Z-RAM)等。只读存储器可以包括掩模ROM(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)和数字多功能磁盘只读存储器等。在一些实施例中，存储设备320可以存储一个或以上程序和/或指令，以执行本申请中描述的示例性方法。

输入/输出330可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，输入/输出330可以启用用户与计算设备300(例如，处理设备120)的交互。在一些实施例中，输入/输出330可以包括输入设备和输出设备。输入设备的示例可包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等，或其任何组合。输出设备的示例可包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等，或其任何组合。显示设备的示例可包括液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、弧形屏幕、电视设备、阴极射线管(CRT)、触摸屏等，或其任何组合。

通信端口340可以连接到网络(例如，网络150)以促进数据通信。通信端口340可以在计算设备300(例如，处理设备120)和磁共振成像系统100的一个或以上组件(例如，磁共振成像设备110、存储设备130和/或终端140)之间建立连接。该连接可以是有线连接、无线连接、能够实现数据传输和/或接收的任何其他通信连接，和/或这些连接的组合。有线连接可包括例如电缆、光缆、电话线等，或其组合。无线连接可以包括例如蓝牙网络、Wi-Fi网络、WiMax网络、WLAN网络、ZigBee网络、移动网络(例如3G、4G、5G等)等，或其任何组合。在一些实施例中，通信端口340可以是和/或包括标准化通信端口，例如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口340可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口340可以根据数字成像和医学通信(DICOM)协议设计。

图4是根据本申请的一些实施例所示的移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图。在一些实施例中，磁共振成像系统100的一个或以上组件可以在移动设备400的一个或以上组件上实现。仅作为示例，终端140可以在移动设备400的一个或以上组件上实现。

如图4所示，移动设备400可以包括通信平台410、显示器420、图形处理单元(GPU)430、中央处理单元(CPU)440、输入/输出450、内存460和存储器490。在一些实施例中，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)的任何其他合适组件也可以包括在移动设备400中。在一些实施例中，移动操作系统470(例如，iOS、安卓、WindowsPhone等)和一个或以上应用480可以从存储器490加载到内存460中，以便由中央处理单元440执行。应用480可以包括浏览器或任何其他合适的移动应用，用于接收和呈现与磁共振成像系统100有关的信息。用户与信息流的交互可以经由输入/输出450实现，并经由网络150提供给处理设备120和/或磁共振成像系统100的其他组件。

为了实施本申请描述的各种模块、单元及其功能，计算机硬件平台可用作本文中描述的一个或以上组件的硬件平台。具有用户界面元素的计算机可以用于实现个人计算机(PC)或另一种类型的工作站或终端设备。但是如果计算机经过适当编程，也可以充当服务器。

图5是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的示意图。在一些实施例中，处理设备120可以包括获取模块510、确定模块520和重建模块530。在一些实施例中，模块可以是处理设备120的全部或部分的硬件电路。这些模块还可以被实现为由处理设备120读取和执行的应用程序或指令集。此外，模块可以是硬件电路和应用/指令的任意组合。例如，当处理设备120正在执行应用/指令集时，模块可以是处理设备120的一部分。

获取模块510可以被配置为获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。

确定模块520可被配置为选择一部分成像信号作为与感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的辅助信号。

重建模块530可以被配置为基于辅助信号确定与感兴趣区域的至少一个时间维度有关的时间信息。

重建模块530还可以被配置为基于时间信息和成像信号，确定与感兴趣区域的至少一个空间维度相关的空间信息。

重建模块530还可以被配置为基于时间信息和空间信息生成感兴趣区域的至少一个目标图像。

应当注意，处理设备120的上述描述仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。两个或以上模块可以合并成一个模块，以及任意一个模块可以被拆分成两个或以上单元。例如，获取模块510和确定模块520可以组合为单个模块。作为另一个示例，重建模块530可以被划分为三个单元。第一单元可以被配置为基于辅助信号确定与感兴趣区域的至少一个时间维度有关的时间信息。第二单元可以被配置为基于辅助信号和成像信号，确定与感兴趣区域的至少一个空间维度有关的空间信息。第三单元可以被配置为基于时间信息和空间信息生成感兴趣区域的至少一个目标图像。

应当注意的是，以上描述仅出于说明的目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。例如，处理设备120还可以包括存储模块(图5中未示出)。存储模块可被配置为将在由处理器的任何组件执行的任何处理期间生成的数据存储在处理设备120中。作为另一示例，处理设备120的每个组件可以包括存储设备。另外或可选地，处理设备120的组件可以共享公共存储设备。

图6是根据本申请的一些实施例所示的用于生成至少一个目标图像的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程600可以在图1所示的磁共振成像系统100中实现。例如，过程600可以作为指令的形式存储在存储设备130和/或存储器(例如，内存320、存储器490)中，并由处理设备120(例如，如图3所示的计算设备300的处理器310和/或图5所示的一个或以上模块)调用和/或执行。以下所示过程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中，过程600可以通过一个或以上未描述的附加操作和/或没有讨论的一个或以上操作来完成。此外，如图6所示并在下文中描述的过程600的操作的顺序并不旨在限制。

在610中，处理设备120(例如，获取模块510)可以获取与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号。

在一些实施例中，可以通过向感兴趣区域施加脉冲序列来获取成像信号。成像信号可以是将磁共振成像设备(例如，磁共振成像设备110)的至少两个接收线圈(例如，射频线圈203)接收的磁共振数据(例如，感兴趣区域的一个或以上回波)沿着采样模式填充到k空间(例如，3D k空间)中而获得的k空间数据。磁共振数据可以基于脉冲序列生成。在一些实施例中，感兴趣区域可以包括扫描对象的用于3D成像的片层或体积。

成像信号可以包括与对象的感兴趣区域的至少一个空间变化维度(也称为空间维度)相关的高空间分辨率图像数据。示例性空间变化维度可以涉及选层方向、相位编码方向、频率编码方向等，或其任何组合。在一些实施例中，成像信号可以用于确定包括与感兴趣区域的至少一个空间变化维度相关的至少一个空间基函数的空间信息，这将结合操作640详细描述。

在一些实施例中，成像信号可以包括三维(3D)k空间数据、四维(4D)k空间数据等。如本申请所使用的，四维k空间数据是指包含随时间变化的三维k空间数据的数据形式。仅作为示例，三维成像信号可以是256×256×256数字矩阵。

在一些实施例中，成像信号可以沿选层方向、相位编码方向和读出方向中的至少一个进行欠采样、完全采样或过采样。在一些实施例中，如本申请所使用的，选层方向可以对应于k空间中的Kz方向和由图1中的坐标系160定义的Z方向；相位编码方向可以对应于k空间中的Ky方向和由图1中的坐标系160定义的Y方向；并且读出方向可以对应于k空间中的Kx方向和由图1中的坐标系160定义的X方向。

在一些实施例中，采样模式可以包括至少两个采集轨迹(也称为k空间轨迹)。示例性采集轨迹可以包括螺旋轨迹、径向轨迹、振荡轨迹等，或其任何组合。在一些实施例中，至少两个采集轨迹之一可以对应于一个或以上回波，例如，一个或以上回波可以沿至少两个采集轨迹之一填充到k空间中。仅作为示例，一个回波可以沿着一条采集轨迹填充到k空间。

在一些实施例中，可以基于至少两个k空间轨迹来获取成像信号，每个k空间轨迹都穿过沿k空间的选层方向的k空间的中心区域。在一些实施例中，中心区域可以是三维k空间的k空间中心线(例如，Kx＝Ky＝0的线)。在一些实施例中，可以根据实际需要或经验来确定中心区域。例如，以k空间的中心点(例如，3D k空间中Kx＝Ky＝Kz＝0的点)为原点，其中频率值从0到阈值(例如，120赫兹、130赫兹等)的k空间区域(例如，三维k空间中的球形区域)可以被确定为中心区域。在一些实施例中，可以将以k空间中心线为中心的三维k空间中的圆柱体区域确定为中心区域。

在一些实施例中，可以基于至少两个k空间轨迹来获取成像信号，每个k空间轨迹与沿k空间的选层方向的k空间中心线相交。

在一些实施例中，在k空间轨迹和k空间中心线之间可以存在一个或以上交点。仅作为示例，一个或以上回波可以沿着k空间轨迹填充到k空间中，以生成相应的成像信号。在k空间中心线处采样的成像信号可以被称为k空间轨迹和k空间中心线之间的交点。

在一些实施例中，可以基于与k空间的Kx-Ky平面平行的至少一个k空间轨迹和/或与Kx-Ky平面成角度的至少一个k空间轨迹来获取成像信号。

在一些实施例中，处理设备120可以经由网络150从磁共振成像系统100或外部存储设备的一个或以上组件(例如，磁共振成像设备110、终端140和/或存储设备130)获取成像信号。例如，磁共振成像设备110可以将成像信号发送到存储设备130或任何其他存储设备以进行存储。处理设备120可以从存储设备130或任何其他存储设备获取成像信号。作为另一示例，处理设备120可以直接从磁共振成像设备110获得成像信号。

在一些实施例中，脉冲序列可以包括自旋回波(SE)序列、梯度回波序列、扩散序列、反转恢复(IR)序列等，或其任何组合。例如，自旋回波序列可以包括快速自旋回波(FSE)脉冲序列、涡轮自旋回波(TSE)脉冲序列、具有弛豫增强(稀有)脉冲序列的快速捕获、半傅立叶捕获单激发涡轮自旋回波(HASTE)脉冲序列、涡轮梯度自旋回波(TGSE)脉冲序列等，或其任何组合。作为另一示例，梯度回波序列可以包括平衡稳态自由进动(bSSFP)脉冲序列、破坏梯度回波(GRE)脉冲序列、回波平面成像(EPI)脉冲序列、稳态自由进动(SSFP)等，或其任何组合。

在620中，处理设备120(例如，确定模块520)可以选择成像信号的一部分作为与感兴趣区域相关联的辅助信号(也称为导航信号或训练信号)。在本申请中，可以从成像信号中提取辅助信号，不需要通过执行额外的采样获取被配置为确定图像重建的时间信息的辅助信号，从而到达减少成像时间以及提高成像效率的技术效果。

在一些实施例中，辅助信号可以包括在k空间的中心区域中采样的那部分成像信号。在一些实施例中，对于至少两个k空间轨迹中的每一个，处理设备120可以选择在中心区域中采样的一个或以上成像信号。从至少两个k空间轨迹选择的成像信号可以形成辅助信号。

在一些实施例中，辅助信号可以包括在k空间的k空间中心线中采样的那部分成像信号。在一些实施例中，对于至少两个k空间轨迹中的每一个，处理设备120可以选择一个或以上成像信号(k空间轨迹和k空间中心线之间的一个或多个交点)，每个被选择的成像信号都在k空间中心线中的某个位置采样。

在一些实施例中，处理设备120可以获得至少两个数据集，每个数据集包括多个k空间轨迹的一部分。在至少两个数据集中的每个数据集中，处理设备120可以选择在中心区域中采样的成像信号作为辅助子集。例如，在至少两个数据集中的每个数据集中，处理设备120可以选择在k空间中心线中采样的成像信号作为辅助线。处理设备120可以将至少两个辅助子集指定为辅助信号。

在一些实施例中，至少两个数据集中的每个数据集中的k空间轨迹的数量(或计数)可以相同或不同。

在一些实施例中，在至少两个数据集中的每个数据集中，可以连续地对k空间轨迹进行采样，以便分别按时间顺序获取至少两个数据集。例如，至少两个数据集中的一个可以在至少两个数据集中的另一个之后或之前获取。

在一些实施例中，对于至少两个数据集中的每一个，相应辅助子集中的所选成像信号可以对应于中心区域中的不同位置，使得所选成像信号在k空间中的分布可以覆盖中心区域。例如，对于至少两个数据集中的每一个，相应辅助子集中的选定成像信号可以对应于k空间中心线中的不同位置，使得k空间中选定成像信号的分布可以覆盖k空间中心线。

在一些实施例中，辅助信号可以包括与对象的感兴趣区域的至少一个时间变化维度(也称为时间维度)有关的高时间分辨率数据，其可以用于实现多任务技术。示例性时变尺寸可以涉及心脏运动、呼吸运动、T1弛豫、T2弛豫、化学交换饱和转移(CEST)、造影剂动力学、T1ρ对比、分子扩散、经过时间等，或其任何组合。应当注意，提供示例性时间变化维度仅仅是为了说明，而不是为了限制。至少一个时间变化维度可以包括反映对象的时间变化特征或动态信息的任何维度。在一些实施例中，辅助信号可以用于估计时间信息，该时间信息包括与至少一个时间变化维度相关的至少一个时间基函数，这将结合操作630详细描述。

在某些情况下，可以通过以采样频率重复采样k空间的相同子集(例如，相同位置或相同区域)来采集辅助信号。例如，辅助信号可以对应于k空间中的一条或以上相同的k空间线(例如，三维k空间中Ky＝Kz＝0的k空间中心线)，并且可以通过以采样频率重复采样k空间线来获取辅助信号。

在本申请中，至少两个辅助子集中的每一个可以对应于k空间的相同区域，例如，k空间的中心区域。此外，在一段时间内连续地对至少两个数据集中的每一个数据集中的轨迹进行采样，使得至少两个辅助子集具有时间分辨率。从成像信号中提取的辅助子集可以近似于通过重复采样相同的k空间子集而获得的数据。因此，从成像信号中选择的辅助子集可以用作辅助信号，以确定多任务技术的时间信息。

例如，在用于多任务技术的传统数据获取中，即使成像信号包括在三维k空间的中心区域中采样的数据，在三维k空间的中心区域中采样的那部分成像信号也不会被用作确定时间信息的辅助信号，而是通过重复执行k空间的中心区域的额外采样以获取辅助信号。在本申请中，在三维k空间的中心区域中采样的成像信号不仅会参与到空间信息的确定，而且还会作为辅助信号参与到时间信息的确定。因此，在本申请中，可以省略用于重复采样相同k空间子集以获取辅助信号的附加操作，这可以减少多任务技术的时间并提高多任务技术的效率。

如果在一个重复时间(TR)中生成一个回波，并且该回波沿着一条k空间轨迹填充到k空间中，则辅助子集的时间间隔可以是TR*Ln(Ln为数据集中k空间轨迹的数量(或计数))。因此，从成像信号中选择的辅助信号(包括至少两个辅助子集)可以具有时间分辨率，其可以用于多任务重建中的时间信息确定。与通过以采样频率重复地对k空间的相同子集进行额外采样来采集辅助信号的情况相比，辅助子集的时间间隔可对应于采样频率。

在一些实施例中，辅助子集的时间间隔可以短于间隔阈值，使得辅助信号具有高时间分辨率。间隔阈值可以是默认值，或者由用户手动确定，或者由处理设备120根据数据分析确定。例如，可以根据要分析的至少一个时间变化维度来确定间隔阈值。仅作为示例，时间变化维度可以与对象的呼吸运动有关，且对象的呼吸周期接近0.75秒。为了获取与对象呼吸运动有关的动态信息，辅助子集的时间间隔可能需要短于0.75秒的间隔阈值。作为另一示例，可以根据实际需求(例如，精度需求)、经验、数据模型等来确定间隔阈值。

在一些实施例中，可以通过调整成像信号的获取来确定辅助子集的时间间隔，例如，TR的长度、在一个TR中采样的回波的数量(或计数)、多个数据集中的每个中的k空间轨迹的数量(或计数)等，或其任何组合。

在630中，处理设备120(例如，重建模块530)可以基于辅助信号确定与感兴趣区域的至少一个时间维度相关的时间信息。

在一些实施例中，具有多个维度(例如，至少一个空间变化维度和至少一个时间变化维度)的感兴趣区域的目标图像可以由多维张量表示。例如，目标图像可以表示为(N+1)维图像张量(或阵列)，其中第一张量维度可以度量至少一个空间变化维度，并且其他N个张量维度中的每一个可以度量时间变化维度。N是正整数，等于时间变化维度的数量。

低秩张量图像模型可以用于解析多个重叠动态(例如，至少一个时间变化维度)。例如，根据低秩张量图像模型，目标图像可以由核心张量和(N+1)个基矩阵的乘积表示。核心张量可以控制(N+1)个基矩阵之间的相互作用。(N+1)个基矩阵可以包括空间因子矩阵和N个时间因子矩阵。空间因子矩阵可以包括与感兴趣区域的至少一个空间变化维度相关的一个或以上空间基函数。N个时间因子矩阵(或多个矩阵)中的每一个可以对应于至少一个时间变化维度中的一个，并且包括与相应时间变化维度相关的一个或以上时间基函数。为了生成目标图像，可能需要基于辅助信号和成像信号来确定至少一个空间基函数、至少一个时间基函数和核心张量。

在一些实施例中，时间信息可以包括与至少一个时间变化维度相关的一个或以上时间基函数。例如，一个或以上时间基函数可以包括与感兴趣区域的心脏运动相关的一个或以上心脏时间基函数、与感兴趣区域的呼吸运动相关的一个或以上呼吸时间基函数、与感兴趣区域的T1弛豫相关的一个或以上T1恢复时间基函数等，或其任何组合。与时间变化维度相关的时基函数可以反映沿时间变化维度的动态信息，并且包括高时间分辨率信息。

在一些实施例中，处理设备120可以基于在操作620中获得的辅助信号来确定一个或以上时间变化维度的一个或以上时间基函数和核心张量。

如操作620中所示，辅助信号可以包括对应相同的k空间子集(例如，中心区域)但不同采样时间的多条辅助线。因此，辅助信号可以对应于与感兴趣区域的一个或以上时间变化维度相关的部分编码图像。因此，辅助信号可以包括感兴趣区域的时间信息，并且可以从辅助信号中提取时间信息。

例如，处理设备120可以构造与欠采样辅助数据(例如，在操作620中获得的辅助信号)相关的第一优化函数(也称为第一目标函数)、表示待确定的全采样辅助信号的低秩张量，以及对应于每个时间变化维度的矩阵。对应于时间变化维度的矩阵可以包括度量时间变化维度的行和度量其他时间变化维度的列。处理设备120可以通过求解第一优化函数来确定代表全采样辅助信号的低秩张量。

基于低秩张量，处理设备120可以为每个时间变化维度和核心张量确定至少一个时间基函数。低秩张量可以分解为部分编码的空间因子矩阵、核心张量和一个或以上时间基矩阵。例如，处理设备120可以利用显式策略，根据奇异值分解(SVD)算法或高阶奇异值分解(HOSVD)算法，基于低秩张量恢复一个或以上时间基函数和核心张量。

在640中，处理设备120(例如，重建模块530)可以基于时间信息和成像信号，确定与感兴趣区域的至少一个空间维度相关的空间信息。

在一些实施例中，空间信息可以包括空间因子矩阵，该空间因子矩阵包括与感兴趣区域的至少一个空间变化维度相关的一个或以上空间基函数。

空间基函数可以包括沿空间变化维度的高空间分辨率信息。例如，空间基函数可以反映图像域中的感兴趣区域的像素信息和物理域中的感兴趣区域的空间信息之间的关系。在一些实施例中，空间基函数可以表示为包括高空间分辨率信息的基图像。不同的空间基函数可以表示为包括不同的高空间分辨率信息的基图像。

在一些实施例中，处理设备120可以构造与至少一个空间基函数相关的第二优化函数(也称为第二目标函数)。在一些实施例中，第二优化函数可以包括成像信号和时间信息。处理设备120可以通过求解第二优化函数来进一步确定空间信息。

在一些实施例中，处理设备120可以确定估算的空间信息。处理设备120可以基于估算的空间信息和时间信息来确定估算的成像数据。处理设备120可以确定至少两个成像信号和估算的成像数据之间的差异。处理设备120可以基于差异求解第二优化函数来确定空间信息。

在一些实施例中，可以通过最小化差异来求解第二优化函数，以获得令人满意的条件，例如，差异小于阈值。在一些实施例中，可以使用多次迭代来求解第二优化函数。例如，在当前迭代中，响应于确定差值小于阈值，与当前迭代相对应的估算空间信息可以用作感兴趣区域的空间信息。响应于确定差值不小于阈值，可以获得新的估算空间信息以发起新的迭代。

在一些实施例中，第二优化函数可以包括被配置为限制至少两个成像信号和估算的成像数据之间的差异的比较项。

在一些实施例中，第二优化函数还可以包括被配置为限制估算的空间信息的正则化项。正则项可以被配置为稳定估算的空间信息。例如，正则项可以使在多次迭代中获得的估计空间信息波动不大，从而导致最终获得的空间信息准确。在一些实施例中，可以基于估算的空间信息来确定正则化项。例如，通过对估算的空间信息执行小波变换确定的系数的L1范数可以用作正则化项。作为另一示例，所估算的空间信息的空间维度的总变化可以用作正则化项。作为另一示例，其他正则化算法，例如贝叶斯算法等，也可以用于获得正则化项。在一些实施例中，可以省略正则化项。

仅作为示例，处理设备120可以根据等式(1)中所示的第二优化函数确定感兴趣区域的空间信息，如下所示：

其中，表示通过解方程(1)确定的感兴趣区域的最佳空间因子矩阵(例如，待确定的空间信息)，U_x表示感兴趣区域的估算空间因子矩阵(例如，估计的空间信息)，d表示成像信号，Ω表示对应于成像信号的欠采样算子，F表示傅里叶变换算子，S表示与感兴趣区域对应的线圈敏感图，Φ表示核心张量和一个或以上时间因子矩阵的乘积，R(U_x)表示正则化项，该正则化项是与感兴趣区域的空间因子矩阵相关的约束项(在某些条件下可以省略)。在一些实施例中，等式(1)的比较项可以包括：/>

在一些实施例中，处理设备120可以基于等式(1)中的公式Ω(FSU_xΦ)确定估算的成像数据。

在一些实施例中，线圈灵敏度图可以指磁共振成像设备110的至少两个接收线圈的线圈灵敏度。

在一些实施例中，处理设备120(例如，获取模块510)可以获取至少两个接收线圈中的每一个的线圈灵敏度。在一些实施例中，接收线圈可以对应于线圈灵敏度。如本申请所使用，接收线圈的线圈灵敏度是指接收线圈用于接收输入信号(例如，磁共振信号)的响应程度。在一些实施例中，接收线圈的线圈灵敏度可以表示当接收线圈获得图像时引入的空间亮度变化和/或相位变化。在一些实施例中，线圈灵敏度可以是复数，复数的模数可以在0到1之间。在一些实施例中，磁共振成像设备中的至少两个接收线圈中的每一个接收线圈的线圈灵敏度可以相同或不同。

在一些实施例中，可以基于线圈灵敏度算法来确定接收线圈的线圈灵敏度。示例性线圈灵敏度算法可以包括平方和(SOS)算法、通过基于旋转不变性技术(ESPIRiT)的算法估算信号参数等。

在一些实施例中，处理设备120可以经由网络150从磁共振成像系统100或外部存储设备的一个或以上组件(例如，磁共振成像设备110、终端140和/或存储设备130)获取线圈灵敏度图。例如，至少两个接收线圈的至少两个线圈灵敏度可以存储在存储设备130中，或者存储在任何其他存储设备中。处理设备120可以从存储设备130或任何其他存储设备获得至少两个接收线圈的至少两个线圈灵敏度。

在650中，处理设备120(例如，重建模块530)可以基于时间信息和空间信息生成感兴趣区域的一个或以上目标图像。

感兴趣区域的目标图像可以是感兴趣区域的静态图像和/或动态图像。在一些实施例中，静态图像可以对应于感兴趣区域的特定运动阶段。例如，静态图像可以包括与特定心脏相位或特定呼吸相位相对应的感兴趣区域的二维或三维图像。动态图像可以沿至少一个时间变化维度反映感兴趣区域的动态信息。在一些实施例中，动态图像可以包括随时间变化的一系列二维或三维图像，例如与对象的至少两个运动阶段相对应的感兴趣区域的至少两个二维或三维图像。例如，动态图像可以反映心脏片层或体积在心跳周期中的心脏运动，并且包括与心跳周期中的至少两个心脏相位相对应的心脏片层或体积的至少两个图像。

在一些实施例中，处理设备120可以生成对应于至少一个时间维度的至少两个感兴趣区域的三维静态图像，并且通过组合感兴趣区域的至少两个三维静态图像，进一步生成对应于至少一个时间维度的感兴趣区域的四维动态图像。

在一些实施例中，处理设备120可以生成感兴趣区域的每个片层的至少两个二维静态图像。至少两个二维静态图像可以对应于至少一个时间维度。处理设备120还可以通过组合感兴趣区域的片层的至少两个二维静态图像来生成与至少一个时间维度对应的感兴趣区域的三维动态图像。

在一些实施例中，处理设备120可以为感兴趣区域的每个片层生成对应于至少一个时间维度的动态图像，并且通过组合感兴趣区域片层的动态图像来进一步生成感兴趣区域的三维动态图像。

如上所述，具有多个维度的感兴趣区域的目标图像可以由多维张量表示，其可以基于感兴趣区域的空间信息(例如，包括一个或以上空间基函数的空间因子矩阵)、感兴趣区域的时间信息(例如，包括一个或以上时间基函数的一个或以上时间因子矩阵)以及核心张量来确定。例如，在核心张量、空间信息和时间信息已知的情况下，处理设备120可以通过确定一个或以上时间变化维度的一个或以上时间因子矩阵、空间因子矩阵以及核心张量之间的乘积来生成具有多个时间变化维度的感兴趣区域的目标图像，一个或以上时间因子矩阵包括一个或以上时间基函数，空间因子矩阵包括一个或以上空间基函数，核心张量可以控制时间因子矩阵和空间因子矩阵之间的相互作用，例如，确定空间信息、时间信息和核心张量的乘积，即，处理设备120可以通过对空间信息、时间信息和核心张量进行相乘来生成目标图像。

在一些实施例中，处理设备120可以基于对应于特定时间变化维度的时间因子矩阵和包括至少一个空间基函数的空间因子矩阵，生成对应于特定时间变化维度的感兴趣区域的目标图像。例如，处理设备120可以通过确定包括感兴趣区域的空间基函数的空间因子矩阵、包括与心脏运动有关的时间基函数的时间因子矩阵和控制空间因子矩阵和时间因子矩阵之间的交互的核心张量的乘积来生成感兴趣区域的动态图像。作为另一示例，处理设备120可以进一步从感兴趣区域的动态图像中提取与特定心脏相位相对应的感兴趣区域的静态图像。

应当注意的是，关于过程600的上述描述仅为说明的目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。在一些实施例中，过程600可以通过一个或以上未描述的附加操作和/或没有上述一个或以上操作来完成。在一些实施例中，上面提供的等式是说明性示例，并且可以以各种方式进行修改。例如，可以省略等式中的一个或以上系数，和/或等式还可以包括一个或以上附加系数。

图7是根据本申请的一些实施例所示的成像信号的示例性采样模式的示意图。在图7中，Kx、Ky和Kz分别对应于k空间的读出方向、相位编码方向和选层方向，并且对应于图1中的X轴、Y轴和Z轴。

在一些实施例中，可以在沿选层方向排列的多个平行片层处获取成像信号。

在一些实施例中，可以使用三维堆栈采集来获取成像信号。在一些实施例中，选层梯度可以沿选层方向施加于感兴趣区域，以沿选层方向将三维k空间划分为至少两个平行区域(例如，Kx-Ky平面)，这使得能够沿选层方向进行笛卡尔编码。

在一些实施例中，可以沿着至少两个k空间轨迹在至少两个平行片层中的每个片层中执行数据采样，每个k空间轨迹通过单个片层的中心。k空间的中心区域可以穿过至少两个平行k空间片层的中心。例如，如果k空间的中心区域是k空间中心线，则单个片层的中心可以是片层中Kx＝Ky＝0的点。作为另一示例，如果k空间的中心区域是以k空间中心线为中心的圆柱体区域，则单个片层的中心可以是以片层中Kx＝Ky＝0点为中心的圆形区域。

在一些实施例中，至少两个平行片层可以对应于相同或不同的k空间轨迹。例如，可以沿着至少两个径向轨迹，在至少两个平行片层中的每个片层中执行数据采样，每个径向轨迹都具有特定角度并通过单个片层的中心。至少两个平行片层中的每个片层中的径向轨迹的角度和数量(或计数)可以相同。

仅作为示例，如图7所示，可以在沿选层方向布置在不同位置的平行片层701-706中获取成像信号。在片层701-706中，可以沿径向k空间轨迹采集成像信号，例如片层701中的径向轨迹711-715。可以在选层方向(例如，Kz方向)执行笛卡尔编码，而成像信号可以沿着穿过中心(Kx＝Ky＝0)(例如片层701中的731)的径向轨迹在每个单个片层内获得。如图7所示，片层701可以对应于5条径向轨迹711-715。片层702-706中的每一个也可以分别对应于5条径向轨迹，其具有与径向轨迹711-715相同的角度。

一个数据集可以包括每个片层的一个或以上径向轨迹。这些径向轨迹可以连续采样，但顺序不限。在一些实施例中，数据集中的径向轨迹的采样顺序可以沿正z或负z方向顺序进行。例如，沿负z方向，首先对片层701中的一条径向轨迹进行采样，然后对片层702中的一条径向轨迹进行采样，依此类推，最后对片层706中的一条径向轨迹进行采样。作为另一个示例，沿正z方向，首先对片层706中的一条径向轨迹进行采样，然后对片层705中的一条径向轨迹进行采样，依此类推，最后对片层701中的一条径向轨迹进行采样。在一些实施例中，数据集中的径向轨迹的采样顺序可以从中心片层到k空间外围。例如，首先对片层703中的一条径向轨迹进行采样，然后对片层704中的一条轨迹进行采样，然后对片层702中的一条径向轨迹进行采样，然后对片层705中的一条径向轨迹进行采样，然后对片701层中的一条径向轨迹进行采样，最后对片706层中的一条径向轨迹进行采样。

在一些实施例中，不同数据集中的径向轨迹的采样顺序可以相同或不同。例如，第一数据集中的径向轨迹的采样顺序可以沿正z或负z方向顺序进行，第二数据集中的径向轨迹的采样顺序可以从中心片层到k空间外围。

在一些实施例中，数据集中的径向轨迹可以相同或不同。例如，以图7为例，数据集可以分别包括片层701中的径向轨迹711和片层702-706中与径向轨迹711具有相同角度的径向轨迹。

在一些实施例中，在数据集中，处理设备120可以选择在片层701-706的每个的中心处采样的成像信号作为辅助子集。在一些实施例中，所选择的成像信号在不同片层的中心处采样，使得所选的成像信号的分布可以覆盖k空间的中心区域，例如k空间中心线721。

应当注意的是，以上描述仅出于说明的目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。

图8是根据本申请的一些实施例所示的成像信号的示例性采样序列的示意图。图8中的Kx、Ky和Kz对应于图7中的Kx、Ky和Kz。

如图8所示，可以使用三维堆栈来获取成像信号。可以从n个平行片层P₁-P_n获取成像信号。在每个片层中，成像信号可以沿着穿过片层中心(Kx＝Ky＝0)的多条径向轨迹(也称为辐条)来获取。

如图8所示，在成像信号的获取过程中，首先，可以以任何顺序依次对片层P₁-P_n中与第一角度相对应的第一辐条进行采样，以形成第一数据集。然后，可以以任何顺序对片层P₁-P_n中的第二角度相对应的第二辐条进行采样以形成第二数据集，依此类推。

在一些实施例中，每次采集的辐条角度之间可以改变任何值，例如105.44度、111.25度和180度/n_总(片层中辐条的总数)。在一些实施例中，每次辐条角度的变化可以相同或不同。例如，如图8所示，第一辐条和第二辐条之间的角度差可以是α1，第二辐条和第三辐条之间的角度差可以是α2，其中α1可以与α2相同或不同。

如图8所示，对于一个数据集，与片层P₁-P_n的特定角度相对应的辐条在k空间中可以形成一个平面，该平面平行于选层方向并穿过k空间中心线801。可以从数据集中选择在k空间中心线801中采样的成像信号(例如，图8中的信号811-813)，以形成辅助子集(例如，沿选层方向的辅助线数据)。

如果在一个TR中生成一个回波，并且回波沿辐条填充到k空间中，则根据图8获得的多条辅助线的时间间隔可以是TR×n(n为片层P₁-P_n的数量(或计数))。因此，从成像信号中选择的辅助信号(包括多个辅助子集)可以具有时间分辨率，其可以用于多任务重建中时间信息的确定。与通过以采样频率重复地对k空间中心线进行额外采样来收集辅助信号的情况相比，辅助子集的时间间隔可以对应于采样频率。

在一些实施例中，辅助子集的时间间隔可以短于间隔阈值，使得辅助信号具有高时间分辨率。间隔阈值可以是默认值，或者由用户手动确定，或者由处理设备120根据数据分析确定。例如，可以根据要分析的至少一个时间变化维度来确定间隔阈值。仅作为示例，时间变化维度可能与对象的呼吸运动有关，且对象的呼吸周期接近0.75秒。为了获取与对象呼吸运动相关的动态信息，辅助线的时间间隔可能需要短于0.75秒的间隔阈值。作为另一个示例，可以根据实际需求(例如，精度需求)、经验、数据模型等来确定间隔阈值。

在一些实施例中，可以通过调整成像信号的采集参数来确定辅助子集的时间间隔，例如，TR的长度、在一个TR中采样的回波的数量(或计数)、k空间的片层的数量(或计数)(沿选层方向的相位编码步数)等，或其任何组合。

图9是根据本申请的一些实施例所示的呼吸运动，以及与造影剂相关的信号强度变化的示例性的示意图。

例如，在自由呼吸的腹部动态对比增强(DCE)多任务成像中，有两个时间维度，呼吸运动和造影剂动态。

如图9所示，水平轴代表时间。在图9中，颜色深度指示受造影剂影响的磁共振信号强度。颜色越深，磁共振信号强度越强。曲线901表示腹部随时间的运动曲线，反映了腹部的运动范围。

假设呼吸周期约为0.75秒，根据过程600获得的辅助子集的时间间隔可达到约200-300毫秒，这足以捕捉呼吸运动和造影剂随时间的动态变化。

图10A-图10F是根据本申请的一些实施例所示的目标图像的示例性的示意图。

在一些实施例中，处理设备120可以使用过程600的操作620来提取成像信号的一部分作为辅助信号，然后使用多任务技术来重建成像信号和辅助信号，以获得具有高时间分辨率的实时目标图像，例如图10A-10F中的目标图像。如图10A-10F所示，每个目标图像可对应于0.1秒的采集时间。用户(例如医生、技术人员等)可以通过实时图像观察由于身体运动(例如呼吸运动、心脏运动)引起的器官形状变化。例如，用户(例如，医生、技术人员等)可以通过图10A-10F中的目标图像观察由呼吸运动导致的肾脏1001形状的变化。例如，在图像引导放射治疗中，可以生成高分辨率实时成像结果，医生可以在放射治疗过程中观察治疗器官或周围正常器官的形态变化，然后调整放射治疗计划。

在一些实施例中，处理设备120可以根据至少一个时间维度，例如呼吸时相和造影剂动态(例如，受造影剂影响的磁共振信号强度的变化)这两个维度，将实时图像(例如，图10A-10F中的图像)填充到矩阵中。处理设备120可以处理该矩阵，例如执行插值、填充等，然后选择与呼吸时相相对应的图像，例如，图11A-11F中的图像。

如图11A-11F所示，这些图像对应于相同的呼吸时相。每个图像对应于5秒的采集时间。在呼吸时相固定后，受造影剂影响的磁共振信号强度随时间的变化可以反映在图11A-11F的图像中。例如，在图11A-11F中，肝脏1002的不同亮度反映了磁共振信号强度随时间的变化，并进一步反映了造影剂浓度随时间的变化。

在一些实施例中，处理设备120可以使用另一种方法来确定时间信息，而不需要对k空间进行额外的采样。

在一些实施例中，处理设备120可以提取至少两个成像信号的一部分。处理设备120可以基于至少两个成像信号中频率满足特定要求的部分，或者k空间中的空间位置满足特定要求的部分，或者基于其他算法规则确定的部分，来确定至少两个参考图像。

在一些实施例中，可以基于至少两个成像信号中频率低于频率阈值的部分来重建参考图像。频率阈值可以根据实际需要或经验来确定，例如，120赫兹或130赫兹，作为另一示例，0.08赫兹或0.09赫兹。在一些实施例中，可以根据与扫描物体对应的磁共振频率范围来确定频率阈值。例如，对应于频率范围的低频部分的阈值可以被确定为频率阈值。

在一些实施例中，可以基于位于k空间的中心区域中的至少两个成像信号的一部分来重建参考图像。中心区域可以根据实际需要或经验确定。例如，以k空间的中心点为原点，与空间坐标中的频率对应的值为0到120赫兹的空间区域为中心区域。可以理解，与k空间的中心区域相对应的频率低于频率阈值。

在一些实施例中，至少两个成像信号中被选择的部分可以对应于多次采集。可以基于至少两个成像信号中对应于一次采集的部分来重建一个参考图像。

在一些实施例中，可以基于至少两个螺旋轨迹来获取成像信号，这些轨迹的密度从k空间的中心向外减小，即，k空间中心的k空间数据轨迹密度大于k空间周围部分的k空间数据轨迹密度。

在一些实施例中，在至少两个螺旋轨迹中，对应于相邻时间的至少两个螺旋轨迹具有旋转角度。

在一些实施例中，处理设备120可以基于多个参考图像和对应于多个参考图像的多个时间序列来确定图像表示矩阵。图像表示矩阵可以包括空间维度和时间维度。空间维度可以对应于参考图像中的空间位置，时间维度可以表示对应于多个采集时间的多个参考图像。

在一些实施例中，参考图像可以表示为向量，并且基于与多个参考图像对应的多个时间序列，可以顺序排列与多个参考图像对应的多个向量以获得对应的图像表示矩阵。

在一些实施例中，参考图像可以表示为行向量，并且与多个参考图像相对应的多个行向量可以基于沿列方向的时间序列按顺序排列，以获得图像表示矩阵。在一些实施例中，参考图像可以表示为列向量，并且与多个参考图像对应的多个列向量可以基于时间序列沿行方向顺序排列，以获得图像表示矩阵。

对于参考图像，它可以包括m×n个像素，并且m和n是整数。每个像素包括像素信息(例如，像素的空间位置、像素值等)。在一些实施例中，包括m×n个像素的参考图像可以表示为包括m×n个元素的向量，并且向量中的每个元素可以对应于一个像素的像素信息(例如像素的空间位置)。在图像表示矩阵中，可以包括多个参考图像的空间位置信息(例如像素的空间位置)和时间信息(例如对应于多个参考图像的扫描时间)。

可以理解的是，基于与参考图像对应的向量表示和图像表示矩阵的排列，图像矩阵的行维度和列维度分别对应于多个参考图像的空间维度和时间维度。空间维度对应于参考图像中的空间位置信息，时间维度表示多个参考图像的时间信息，即，多个参考图像对应的多个采集时间。

在一些实施例中，处理设备120可以基于图像表示矩阵和时间维度来确定时间信息。

如上所述，图像表示矩阵可以包括多个参考图像的空间信息(例如像素的空间位置)和时间信息(例如对应于多个参考图像的多个采集时间)。图像矩阵的行维度和列维度分别对应于多个参考图像的空间维度和时间维度。

在一些实施例中，可以对图像表示矩阵进行矩阵分解，以获得对应于时间维度的第一矩阵(即，表示参考图像的时间信息的矩阵)和对应于空间维度的第二矩阵(即，表示参考图像的空间信息的矩阵)。在一些实施例中，通过分解获得的第一矩阵(即，表示参考图像的时间信息的矩阵)可以包括多个参考图像的时间信息(例如对应于多个参考图像的多个采集时间)，并且第二矩阵(即，表示参考图像空间信息的矩阵)可以包括多个参考图像的空间信息(例如参考图像中像素的空间位置)。

在一些实施例中，可以基于第一矩阵确定动态图像的时间信息。在一些实施例中，可以基于第一矩阵确定动态图像的时间基，并且动态图像的时间基可以用作动态图像的时间信息。

在一些实施例中，可以确定第一矩阵的秩，并且可以基于第一矩阵的秩来确定第一矩阵的一部分，作为动态图像的时间基的表示。在一些实施例中，可以通过求解矩阵来获得矩阵的秩。例如，使用初等变换法、高斯消去法和其他算法来获得矩阵的秩。在一些实施例中，矩阵的秩的取值范围可以根据经验或实际需要设置。例如，取值范围可以是10-40。以秩20为例，即第二矩阵的前20列用作动态图像的时间基的表示。可以理解，矩阵的秩小于矩阵的列维数。在一些实施例中，矩阵的秩与多个参考图像之间的时间相关性或相似性相关。

在一些实施例中，图像表示矩阵的矩阵分解可以采用基于时间维度对图像表示矩阵执行奇异值分解的方式，以确定动态图像的时间信息。例如，通过执行奇异值分解，可以基于对应于行维度的正交矩阵、对应于列维度的正交矩阵和对角矩阵来表示图像表示矩阵。与通过分解获得的时间维度相对应的正交矩阵可以用作与时间维度相对应的第一矩阵(即，表示时间信息的矩阵)。

与上述处理相比，在过程600中，从成像信号提取的辅助信号近似于通过重复采样相同的k空间子集而获得的数据，并且可以用于直接确定时间信息，而无需生成参考图像的操作。在一些实施例中，处理设备120可以获得与对象的感兴趣区域(ROI)相关的成像信号(例如，如图6中的过程600的操作610所示)。处理设备120可以选择成像信号的一部分作为与感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的辅助信号(例如，如图6中的过程600的操作620所示)。处理设备120可以基于成像信号和辅助信号生成与感兴趣区域的至少一个时间维度相关联的至少一个目标图像。

从成像信号中选择的辅助信号可以包括至少两个辅助子集，每个辅助子集对应于k空间的相同区域(相同子集)。辅助信号的至少两个辅助子集可以具有时间分辨率，以便辅助信号可以在至少一个时间维度中反映感兴趣区域的磁共振信号变化，从而辅助信号能够用于生成至少一个时间维度的至少一个磁共振图像。辅助信号是从成像信号中获得的，而不是在获取成像信号之外执行额外的k空间采样，这减少了成像时间。

为了说明的目的，如上所述，可以以使用辅助信号的多任务重建为例。应当注意，对于本领域的普通技术人员来说，本申请中描述的辅助信号可以应用于其他类似情况，例如用于生成至少一个时间维度的至少一个磁共振图像的其他磁共振重建算法。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本申请的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。例如，“一个实施例”、“一实施例”和“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特性。因此，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或以上提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或以上实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域的普通技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的过程、机器、产品或物质的组合，或对其任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或以上计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

计算机可读信号介质可以包含一个内含有计算机程序代码的传播数据信号，例如，在基带上或作为载波的一部分。此类传播信号可以有多种形式，包括电磁形式、光形式等或任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通信、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序代码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF等，或任何上述介质的组合。

执行本申请各方面操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合编写，包括面向对象编程语言，如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、c++、c#、VB.NET、Python或类似语言，传统的过程式编程语言，如“C”编程语言、VisualBasic、Fortran2003、Perl、COBOL2002、PHP、ABAP、动态编程语言如Python、Ruby和Groovy或其他编程语言。该程序代码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户计算机，或者可以与外部计算机建立连接(例如，通过使用网络服务提供商的网络)或在云计算环境中或作为服务提供，例如，软件服务(SaaS)。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其它名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，尽管上述各种组件的实现可以体现在硬件设备中，但也可以实现为纯软件解决方案，例如，在现有服务器或移动设备上的安装。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或以上发明实施例的理解，前文对本申请的实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。然而，本申请的所述方法不应被解释为反映所声称的发明的主体需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。

Claims

1.一种磁共振成像方法，在包括至少一个处理设备和至少一个存储设备的机器上实现，所述方法包括：

获取与对象的感兴趣区域相关的成像信号；

选择一部分所述成像信号作为辅助信号，所述辅助信号与所述感兴趣区域的至少一个时间维度相关联；以及

基于所述成像信号和所述辅助信号，生成至少一个目标图像，所述目标图像与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助信号包括在k空间的中心区域中采样的所述一部分所述成像信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述k空间的中心区域包括沿k空间的选层方向的k空间中心线。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于至少两个k空间轨迹获取所述成像信号，每个所述k空间轨迹都通过所述中心区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，选择所述一部分所述成像信号作为与所述感兴趣区域相关联的所述辅助信号包括：

获取至少两个数据集，每个所述数据集包括一部分所述至少两个k空间轨迹；

在每个所述数据集中，选择在所述中心区域中采样的所述成像信号作为辅助子集；以及

将所述至少两个辅助子集指定为所述辅助信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述成像信号在至少两个平行k空间片层中获取，所述至少两个平行k空间片层沿k空间的选层方向排列。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少两个平行k空间片层中的每个片层中的所述k空间轨迹穿过所述片层的中心，所述中心区域沿所述选层方向穿过所述至少两个平行k空间片层的中心。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于每个所述数据集，

其中的所述k空间轨迹是径向轨迹且对应于相同角度，

其中的每条所述径向轨迹来自所述至少两个平行k空间片层中的一个。

9.一种磁共振成像系统，包括：

获取模块，被配置为获取与对象的感兴趣区域相关的成像信号；

确定模块，被配置为选择一部分所述成像信号作为辅助信号，所述辅助信号与所述感兴趣区域的至少一个时间维度相关联；以及

重建模块，被配置为基于所述成像信号和所述辅助信号，生成至少一个目标图像，所述目标图像与所述感兴趣区域的所述至少一个时间维度相关联。

10.一种磁共振成像装置，其特征在于，所述装置包括：

至少一个存储介质，存储计算机指令；

至少一个处理器，执行所述计算机指令，以实现权利要求1～8中任一项所述的方法。