CN1487305A - 磁共振成像设备 - Google Patents

Abstract

在用领示回波对成像回波进行相位校正时也能并行图像的方法包括：在一个对象内激励自旋，通过多个接收系统连同一个领示回波一起获取受激自旋产生的一个视场减小了的成像回波(802)；根据领示回波对成像回波进行相位校正(804)；根据经相位校正的来自多个接收系统的成像回波产生一个中间图像(806)；产生多个接收系统的灵敏度矩阵(808)；校正矩阵数据的相位(810)；及根据中间图像和相位校正的灵敏度矩阵产生一个全视场的图像(812)。

Description

磁共振成像设备

技术领域

本发明与磁共振成像设备(magnetic resonance imagingapparatus)有关，具体地说，与执行并行成像的磁共振成像设备有关。

背景技术

在一个磁共振成像(MRI)设备中，需成像的对象送入一个电磁系统的内部空间，即成像空间，在这个空间内，形成有一个静磁场，而所加的梯度磁场(gradient magnetic field)和射频(RF)磁场用来在对象内激励自旋(spin)，产生磁共振信号，图像根据接收信号重建。

这种磁共振成像的一个方案是并行成像。并行成像例如可参见Klaas P.Pruessmann等人的论文“自动检测：快速MRI的灵敏度编码”(“SENSE：Sensitivity Encoding for Fast MRI”，MagneticResonance in Medicine，42：952-962(1999))。

概括地说，在并行成像中，磁共振信号是通过多个接收系统以同时和并行方式获取的。执行磁共振信号的获取，视场(FOV)例如减小了一半。由于FOV减小一半，信号获取率就增加了一倍。

图像根据这样获取的信号重建。图像重建有两个步骤。在第一个步骤，根据多个接收系统获取的信号产生一个中间图像。图像产生利用了两维傅里叶逆变换。所产生的图像具有一个减小了的FOV。由于减小了FOV，在图像中就含有由从FOV外返折产生的折叠图像。

在第二个步骤，通过对这个图像应用一定的运算将这些折叠图像恢复到它们的原来位置，产生一个具有整个FOV的图像。运算采用如下关系式：

V＝(S^*S)^-1S^*A                       (3)

其中

V：具有整个FOV的图像的像素值，

S：灵敏度矩阵，

S^*：S的共轭矩阵，以及

A：中间图像的像素值。

灵敏度矩阵S由多个接收系统的灵敏度的空间分布确定。一个接收系统的灵敏度通常具有复数形式，因此灵敏度矩阵的数据也具有复数形式。类似，像素值V和A也具有复数形式。

取得头部截面图像的一种技术是MS-DW-EPI(multi-shotdiffusion-weighted echo planar imaging(多拍摄弥散加权回波平面成像))。这种技术涉及用多拍摄(MS)回波平面成像(EPI)技术获取一个截面图像，对此应用加权，使得弥散小的自旋具有较大的信号强度。所获得的截面图像适合于诊断脑梗塞情况。

在多拍摄回波平面成像技术中，多次收集体充满一个屏幕图像的成像回波。具体地说，多次激励自旋，在每次激励期间收集一定数量的成像回波。

如果在激励之间由于在这样一个过程中脑的波动出现自旋的位置移动，成像回波之间的相位误差就会导致在重建的图像中产生重影。为了避免这个问题，对于每次激励都收集一个领示回波(navigatorecho)，用领示回波的相位来校正成像回波的相位。

按照MS-DW-EPI技术进行并行成像是不可能的。这是因为在用领示回波对成像回波进行相位校正时，源于接收系统灵敏度的相位是不必校正的，从而导致与灵敏度矩阵不一致。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种即使在用领示回波对成像回波进行相位校正时也能并行成像的磁共振成像设备。

本发明为了解决前面提到的问题所提出的磁共振成像设备的特征是它包括：获取装置，用来在对象内激励自旋，通过多个接收系统连同一个领示回波一起获取受激自旋产生的一个视场减小了的成像回波；第一校正装置，用来根据所述领示回波对所述成像回波进行相位校正；第一图像产生装置，用来根据经相位校正的来自所述多个接收系统中每个接收系统的成像回波产生一个中间图像；产生装置，用来产生所述多个接收系统的灵敏度矩阵；第二校正装置，用来对所述灵敏度矩阵内的矩阵数据进行相位校正；以及第二图像产生装置，用来根据所述中间图像和经相位校正的灵敏度矩阵产生一个具有全视场的图像。

此外，本发明为了解决前面提到的问题提出了一种磁共振成像方法，特征是这种方法包括下列步骤：在对象内激励自旋，通过多个接收系统连同一个领示回波一起获取受激自旋产生的一个视场减小了的成像回波；根据所述领示回波对所述成像回波进行相位校正；根据经相位校正的来自所述多个接收系统中每个接收系统的成像回波产生一个中间图像；产生所述多个接收系统的灵敏度矩阵；对所述灵敏度矩阵内的矩阵数据进行相位校正；以及根据所述中间图像和经相位校正的灵敏度矩阵产生一个具有全视场的图像。

在本发明中，灵敏度矩阵内的矩阵数据是经相位校正的，因此消除了与用领示回波相位校正的成像回波的不一致，从而可以正确地产生一个图像。

减小视场的减小因子最好满足以下要求，以便可以获得一个合适的图像：

n≥R＞1                                        (4)

其中

R：减小因子，以及

n：接收系统的个数。

获取装置最好通过增大对k空间的采样间隔实现减小视场，以便可以适当地达到减小视场的目的。

获取装置在需在相位编码方向上减小视场时最好通过增大相位编码的步差实现增大采样间隔。

多个接收系统最好具有各自的接收线圈，以便可以以同时和并行方式进行接收。

接收线圈最好是表面线圈，以便可以靠近对象进行接收。

获取装置在需获取一个包括弥散的图像时最好在获取成像回波中采用MS-DW-EPI技术。

获取装置在需获取一个不包括弥散的其他图像时最好在获取成像回波中采用MS-DW-EPI技术之外的其他技术。

产生装置最好根据多个接收系统相对全视场的接收灵敏度的空间分布产生灵敏度矩阵，以便可以适当地产生灵敏度矩阵。

产生装置最好在将多个接收系统中每个接收系统的接收灵敏度的幅度的空间分布与一个两维多项式拟合后产生灵敏度矩阵，以便可以更适当地产生灵敏度矩阵。

产生装置最好用根据接收灵敏度的幅度加权的最小二乘法进行拟合，以便可以适当地实现拟合。

加权的权系数最好为接收灵敏度的幅度的平方，以便可以更适当地实现拟合。

两维多项式最好为二次多项式，以便可以简化拟合。

第二校正装置最好对相位进行均匀化，以便可以改善与成像回波相位校正的一致性。相位可以是零或者是一个零之外的其他恒定值。

第二图像产生装置最好在产生图像中采用以下关系式，以便可以适当地得到一个具有全视场的图像：

V＝(S^*S)^-1S^*A                                  (5)

其中

V：具有全FOV的图像的像素值，

S：灵敏度矩阵，

S^*：S的共轭矩阵，以及

A：中间图像的像素值。

因此，本发明提供了一种即使在用领示回波对成像回波进行相位校正时也能并行成像的磁共振成像设备。

从以下对附图所示的本发明的优选实施例的说明中可以清楚地看到本发明的其他目的和优点。

附图说明

图1为按照本发明的一个实施例设计的设备的方框图。

图2为按照本发明的一个实施例设计的设备的方框图。

图3示出了多个接收线圈。

图4示出了多个接收系统。

图5示出了由按照本发明的一个实施例设计的设备执行的一个示范性的脉冲时序。

图6示出了一个k空间。

图7示出了一个k空间。

图8为按照本发明的一个实施例设计的设备的操作流程图。

图9为按照本发明的一个实施例设计的设备的操作流程图。

图10为按照本发明的一个实施例设计的设备的功能方框图。

图11为按照本发明的一个实施例设计的设备的功能方框图。

图12为按照本发明的一个实施例设计的设备的功能方框图。

图13示出了按照本发明的一个实施例设计的设备执行的一个示范性的脉冲时序。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。图1示出了作为本发明的一个实施例的磁共振成像设备的方框图。这个设备的配置表示按照本发明设计的设备的一种实施方式。

如图1所示，所给出的这个设备具有一个电磁系统100。电磁系统100具有一个主磁场线圈部102、一个梯度线圈部106和一个RF线圈部108。这些线圈部都大体呈圆筒形，同心地配置在一起。需成像的对象1安置在托架500上由未示出的承载装置载入和载出电磁系统100的一个大体为圆筒形的内部空间(机膛)。

对象1的头部配有一个接收线圈部110。接收线圈部110具有多个接收线圈。接收线圈部110稍后将详细说明。

主磁场线圈部102在电磁系统100的内部空间产生一个静磁场。静磁场的方向大体与对象1的体轴方向平行。也就是说，产生一个通常称为水平磁场的磁场。主磁场线圈部102例如用一个超导线圈构成。然而，主磁场线圈部102不局限于超导线圈，也可以用一个普通的导电线圈之类构成。

梯度线圈部106产生三个梯度磁场，在三个相互垂直的轴，即分层轴(slice axis)、相位轴(phase axis)和频率轴(frequency axis)，的方向上为静磁场强度赋予梯度。

在静磁场空间内的互相垂直的坐标轴表示为X、Y和Z时，其中任何一个轴都可以是分层轴。在这种情况下，其余两个轴中的一个轴是相位轴，而另一个轴是频率轴。此外，分层、相位和频率轴在保持它们相互垂直的情况下可以相对于X、Y和Z轴有任意给定的倾斜。在本设备中，对象1的体轴的方向规定为Z轴方向。

沿分层轴方向的梯度磁场有时称为分层梯度磁场。沿相位轴方向的梯度磁场有时称为相位编码梯度磁场。沿频率轴方向的梯度磁场有时称为读出梯度磁场。读出梯度磁场与频率编码梯度磁场是同义的。为了能产生这样的梯度磁场，梯度线圈部106有三个梯度线圈(未示出)。梯度磁场在下文中有时简单地就称为梯度。

RF线圈部108在静磁场空间内产生一个射频磁场，用来在对象1内激励自旋。产生射频磁场在下文有时称为发送一个RF激励信号。此外，RF激励信号有时称为RF脉冲。

受激自旋产生的电磁波，即磁共振信号，由接收线圈部110接收。磁共振信号还可以由RF线圈部108接收。

磁共振信号是频域即傅里叶空间内的信号。由于磁共振信号在两个轴上由相位和频率轴方向上的梯度编码，因此得到的磁共振信号呈现为在两维傅里叶空间内的信号。相位编码梯度和读出梯度用来确定在两维傅里叶空间内信号采样位置。两维傅里叶空间在下文有时称为k空间。

梯度线圈部106与梯度驱动部130连接。梯度驱动部130为梯度线圈部106提供产生梯度磁场所需的驱动信号。梯度驱动部130有三个驱动电路(未示出)，与梯度线圈部106内的三个梯度线圈相应。

RF线圈部108与RF驱动部140连接。RF驱动部140为RF线圈部108提供发送RF脉冲的驱动信号，从而在对象1内激励自旋。

接收线圈部110与数据收集部150连接。数据收集部150收集接收线圈部110接收的信号，作为数字数据。RF线圈部108也可以接到数据收集部150上，使数据收集部150可以收集RF线圈部108接收的信号。

梯度驱动部130、RF驱动部140和数据收集部150与时序控制部160连接。时序控制部160对梯度驱动部130、RF驱动部140和数据收集部150进行控制，以实现磁共振信号的收集。

时序控制部160例如用一个计算机构成。时序控制部160具有一个存储器(未示出)。这个存储器存储时序控制部160的程序和若干类型的数据。时序控制部160的功能通过计算机执行存储在存储器内的一个程序实现。

数据收集部150的输出端接到数据处理部170上。数据收集部150收集的数据输入数据处理部170。数据处理部170例如用一个计算机构成。数据处理部170具有一个存储器(未示出)。这个存储器存储数据处理部170的程序和若干类型的数据。

数据处理部170接到时序控制部160上。数据处理部170在时序控制部160的上游，对它进行控制。给出的设备的功能由数据处理部170执行存储在存储器内的一个程序实现。

数据处理部170将数据收集部150收集的数据存入存储器。在存储器内建立一个数据空间。这个数据空间与k空间相应。数据处理部170对k空间内的数据执行两维傅里叶逆变换，以重建图像。

数据处理部170与显示部180和操作部190连接。显示部180包括一个图形显示器之类。操作部190包括一个键盘之类，配有一个指点器。

显示部180显示数据处理部170输出的重建图像和若干类型的信息。操作部190由用户操作，将一些命令、信息等输给数据处理部170。用户通过显示部180和操作部190与本设备互动。

图2示出了作为本发明一个实施例的另一个磁共振成像设备的方框图。这个设备的配置表示按照本发明设计的设备的一种实施方式。

给出的这个设备具有一个类型与图1所示设备中的不同的电磁系统100′。由于这个设备除了电磁系统100′配置与图1所示的设备类似，因此同样的部分标以同样的标注数字，不再予以说明。

电磁系统100′具有一个主磁场磁铁部102′、一个梯度磁铁部106′和一个RF磁铁部108′。主磁场磁铁部102′和这些线圈部各包括一对隔开的相互相对的构件。这些部分都大体呈圆盘形，配置成具有一个公共的中心轴。对象1安置在一个托架500上，由承载装置(未示出)载入和载出电磁系统100′的内部空间(机膛)。

对象1的头部配有一个接收线圈部110。接收线圈部110具有多个接收线圈。接收线圈部110稍后将详细说明。

主磁场磁铁部102′在电磁系统100′的内部空间产生一个静磁场。静磁场的方向大体与对象1的体轴方向垂直。也就是说，产生一个通常称为垂直磁场的磁场。主磁场磁铁部102′例如用一个永久磁铁构成。然而，主磁场磁铁部分102不局限于用永久磁铁，也可以用一个超导或普通电磁铁之类构成。

梯度线圈部106′产生三个梯度磁场，在三个互相垂直的轴，即分层轴、相位轴和频率轴，的方向上为静磁场强度赋予梯度。

在静磁场空间内的互相垂直的坐标轴表示为X、Y和Z时，其中任何一个轴都可以是分层轴。在这种情况下，其余两个轴中一个是相位轴，而另一个是频率轴。此外，分层、相位和频率轴在保持它们相互垂直的情况下可以相对于X、Y和Z轴有任意给定的倾斜。在本设备中，对象1的体轴的方向也规定为Z轴方向。

沿分层轴方向的梯度磁场有时称为分层梯度磁场。沿相位轴方向的梯度磁场有时称为相位编码梯度磁场。沿频率轴方向的梯度磁场有时称为读出梯度磁场。读出梯度磁场与频率编码梯度磁场是同义的。为了能产生这样的梯度磁场，梯度线圈部106′有三个梯度线圈(未示出)。

RF线圈部108向静磁场空间发送一个RF脉冲，在对象1内激励自旋。受激自旋产生的电磁波，即磁共振信号，由接收线圈部110接收。

磁共振信号还可以由RF线圈部108′接收。接收线圈部110或RF线圈部108′接收的信号输入数据收集部分150。

下面将对接收线圈部110进行说明。接收线圈部110具有多个接收线圈112-118，配置成接近对象1的头部，如图3所示。接收线圈112-118各形成一个闭环。接收线圈112-118配置在对象1的头部的周围。对于接收线圈112-118，例如采用表面线圈。表面线圈适合非常靠近对象接收信号。

接收线圈112-118配置成基本上可以防止相互干扰。多个没有相互干扰的接收线圈有时总称为相控阵线圈。构成相控阵线圈的接收线圈可以多于或少于四个。以下将对接收线圈是四个的情况进行说明，这说明适用于接收线圈多于或少于四个的情况。

构成相控阵线圈的接收线圈112-118分别接收相应的磁共振信号。接收线圈112-118接收的信号分别输入数据收集部分150内的接收电路152-158，如图4所示。

接收线圈112和接收电路152构成接收系统1。接收线圈114和接收电路154构成接收系统2。接收线圈116和接收电路156构成接收系统3。接收线圈118和接收电路158构成接收系统4。

采用这样的具有独立接收线圈的多个接收系统，信号可以由多个接收系统以同时和并行方式接收。接收系统1-4表示了按照本发明设计的一个多接收系统的实施方式。

图5示出了按照MS-DW-EPI技术扫描的脉冲时序。脉冲时序从左至右排列。这也适用于以下说明。在图5中，(1)示出了RF信号的脉冲时序。(2)-(5)示出了梯度磁场的脉冲时序。(2)表示分层梯度，(3)表示频率编码梯度，(4)表示相位编码梯度，而(5)表示移动探测梯度。应指出的是，以一个固定的磁场强度恒定地施加静磁场。

首先，由一个90°的脉冲进行自旋激励。在90°激励后过了一段一定的时间，由一个180°脉冲进行180°激励。这些都是在一个分层梯度G_slice下的选择激励。在180°激励前、后，都施加一个移动探侧梯度G_mpg。这样就可以根据自旋弥散对磁共振信号加权。

接着，施加一个频率编码梯度G_freq，读取一个领示回波。读取一对领示回波。每个领示回波由它的中央回波表示。这也适用于以下说明。

然后，以预定顺序施加一个相位编码梯度G_phase和一个频率编码梯度G_freq，相继读取多个成像回波。这些成像回波具有不同的相位编码。同样，每个成像回波由它的中央回波表示。这也适用于以下说明。

在一个重复时间TR的周期内重复这样一个脉冲时序预定次数，每次重复读取一对领示回波和多个成像回波。也就是说，执行多拍摄扫描。对于每次重复，成像回波的相位编码都受到改变，在预定次重复中获得充满一个屏幕图像的成像回波。

在每次重复中的图像回波用同一次重复中的领示回波予以相位校正。这从图像回波中消除了任何由于脑脉动引起的相位误差。

通过读取具有相位和频率编码的成像回波，对k空间内的数据进行采样。图6示出了k空间的示意图。如图所示，k空间的水平轴ks是频率轴，而垂直轴ky是相位轴。

在图6中，多个横向延伸的矩形各表示一个相位轴上的数据采样位置。在每个矩形内的数字表示相位编码量。相位编码量用π/N归一化。N为在相位轴方向上的采样次数。

相位编码量在相位轴ky的中心为零。相位编码量从中心到两端递增。递增的的极性相互相反。采样间隔，即相位编码量之间的步差为π/N。通过对在这样一个k空间内的数据执行两维傅里叶逆变换，可以重建一个截面图像。所重建的图像表示了整个视场(FOV)。这个完整的FOV在下文中有时称为全FOV。

在并行成像中，增大k空间的采样间隔，以减少采样次数，改善成像速度。具体地说，沿相位轴ky方向的采样例如以隔行方式进行，如图7中打阴影线的所示，从而将采样次数减少一半。这将成像时间减少了一半，从而改善了成像速度。

通过隔行采样，使采样间隔加倍。采样间隔加倍，所重建的图像的FOV与全FOV相比减小了一半。

在相位编码方向采样间隔加倍是通过将相位编码量之间的步差设置为2π/N达到的。这使FOV在相位编码方向减小了一半。

概括地说，在采样间隔或者说相位编码量之间的步差增加到R倍时，FOV就减小到R分之一。R有时称为减小因子。在图7中，R＝2。

在接收系统的个数为n时，减小因子R最好满足下面的关系式，以便可以正确地获得一个具有如稍后说明的全FOV的输出图像：

n≥R＞1                                         (6)

其中

R：减小因子，以及

n：接收系统的个数。

下面将说明本设备的工作情况。图8示出了本设备的的操作流程图。如图所示，在步骤701，执行接收灵敏度分布测量。在这个步骤，测量多个接收系统灵敏度的空间分布。

接收系统灵敏度的空间分布作为灵敏度映射图像(sensitivitymap image)得出。例如，灵敏度映射图像可以根据用RF线圈部108(108′)和接收线圈部110扫描对象1的同一个分层得到的图像产生。

具体地说，用RF线圈部108(108′)获得的图像规定为基准图像，用接收线圈112-118获得的图像规定为测量图像，而灵敏度映射通过例如按像素计算测量图像与基准图像之比产生。基准图像和测量图像通过对全FOV进行扫描获得。因此，对于具有全FOV的接收线圈112-118得到这些灵敏度映射图像。这样的扫描有时称为校准扫描。

接着，在步骤703，产生灵敏度矩阵。灵敏度矩阵根据每个接收线圈的灵敏度映射图像产生。由于灵敏度映射图像是用全FOV得到的，因此可以适当地产生灵敏度矩阵。灵敏度映射图像在下文中有时简单地称为灵敏度映射。

灵敏度矩阵是一个n×R矩阵。符号n表示接收系统的个数，而R表示减小因子。在n＝4和R＝2时，灵敏度矩阵S如下：

$S=\left[\begin{array}{cc}{s}_{11}& s_{12}\\ s_{21}& s_{22}\\ s_{31}& s_{32}\\ s_{41}& s_{42}\end{array}\right]--\left(7\right)$

在这个灵敏度矩阵S中，s₁₁、s₂₁、s₃₁和s₄₁表示在接收线圈112、114、116和118的灵敏度映射图像内同一个像素的值。在灵敏度映射中在相位编码方向离前一个像素1/2 FOV处的一个像素的值用s₁₂、s₂₂、s₃₂和s₄₂表示。这些值都是复数。

接着，在步骤705，执行灵敏度矩阵相位校正。相位校正是通过将灵敏度矩阵S内的复数数据s的相位设置为零或一个预定的恒定值来实现的。具体地说，在复数数据s规定为时：

S＝Me^-iθ                                        (8)

将相位规定为：

θ＝0                                            (9)

或者

θ＝const(≠0)                                   (10)

接着，在步骤707，执行扫描。扫描按照MS-DW-EPI技术执行。按照MS-DW-EPI技术的扫描对由于增大k空间的采样间隔而减小了的FOV执行。减小了的FOV例如为1/2 FOV。减小因子R不局限于为2，也可以是任何适当的值。领示回波和成像回波通过多个接收系统1-4以同时和并行方式接收。

接着，在步骤709，对成像回波进行相位校正。相位校正是通过用多拍摄的每次拍摄的领示回波对成像回波进行相位校正来实现的。

接着，在步骤711，产生中间图像。通过对经相位校正的多个接收系统的成像回波执行两维傅里叶逆变换产生一个中间图像。这个中间图像含有混叠的图像，因为它具有一个减小了的FOV。

接着，在步骤713，产生输出图像。通过用中间图像和灵敏度矩阵进行运算产生输出图像。产生输出图像利用了以下关系式。这个关系式与在前面引用的论文中所揭示的类似。

V＝(S^*S)^-1S^*A                                    (11)

其中

V：具有一个全FOV的图像的像素值，

S：灵敏度矩阵，

S^*：S的共轭矩阵，以及

A：中间图像的像素值。

在这个关系式中，虽然中间图像内的像素值A是经相位校正后的值，但可以执行这个运算而不会不一致，因为灵敏度矩阵S也是经相位校正的。因此，可以得到混叠图像重排到它们的原来位置的一个具有全FOV的截面图像。

在步骤715，显示和存储截面图像。显示截面图像由显示部180执行，截面图像存入数据处理部170内的存储器。

此外，可以对灵敏度映射进行相位校正，因为灵敏度矩阵内的数据正是灵敏度映射的数据。在这种情况下的流程图如图9所示。图9只是在步骤705′与图8中的不同。

如图9所示，在步骤705′对灵敏度映射进行相位校正，而在步骤703，根据经相位校正的灵敏度映射产生灵敏度矩阵。因此产生的灵敏度矩阵具有经校正的相位。也就是说，实际上实现了对灵敏度矩阵的相位校正。

图10示出了按以上所说明的操劳过度作的这种设备的功能方框图。如图所示，这种设备包括信获取部802、相位校正部804、中间图像产生部806、灵敏度矩阵产生部808、相位校正部810和输出图像产生部812。

信号获取部802获取领示回波和成像回波。回波按照MS-DW-EPI技术获取，具有一个减小了的FOV。信号获取部802与本设备的在图8中步骤707所描述的功能相应。信号获取部802是本发明的获取装置的一种

实施方式。

相位校正部804对成像回波进行相位校正。相位校正部804与本设备的在图8中步骤709所描述的功能相应。相位校正部804是本发明的第一校正装置的一种实施方式。

中间图像产生部806根据经相位校正的成像回波产生中间图像。中间图像产生部806与在图8中步骤711所描述的本设备的功能相应。中间图像产生部806是本发明的第一图像产生装置的一种实施方式。

灵敏度矩阵产生部808产生灵敏度矩阵。灵敏度矩阵产生部808与在图8中步骤701和703所描述的本设备的功能相应。灵敏度矩阵产生部808是本发明的产生装置的一种实施方式。

灵敏度矩阵产生部808包括接收灵敏度分布测量部902和矩阵产生部904，如图11所示。接收灵敏度分布测量部902与在图8中步骤701所描述的本设备的功能相应。灵敏度矩阵产生部904与在图8中步骤703所描述的本设备的功能相应。

相位校正部810对灵敏度矩阵进行相位校正。相位校正部810与在图8中步骤705或图9中步骤705′所描述的本设备的功能相应。相位校正部810是本发明的第二校正装置的一种实施方式。

输出图像产生部812用中间图像和灵敏度矩阵产生输出图像。输出图像生产部812与在图8中步骤713所描述的本设备的功能相应。输出图像产生部812是本发明的第二图像产生装置的一种实施方式。

灵敏度矩阵产生部808可以包括一个配置在接收灵敏度分布测量部902和矩阵产生部904之间的拟合部906，如图12所示。

拟合部906对接收灵敏度分布测量部902得到的灵敏度映射中的幅度进行函数拟合。在拟合中，相位最好预先得到校正，以便拟合可以更为方便。这还实现对灵敏度矩阵的相位校正。

在拟合中所用的函数是一个两维多项式。这个多项式最好是二次的，使得阶数少，拟合简单。然而，也可以是高阶的，例如三阶或更高阶的。

在二阶情况下的拟合通过用最小二乘法计算以下两维二次多项式的系数a-f实现：

M＝ax2+bx2+cx+dx+exy+f                          (12)

此时，最好按照灵敏度映射的幅度对均方误差加权，以便减小噪声对拟合的影响。高精度的拟合可以通过将权系数设置为幅度的平方来实现。

由于灵敏度映射在数学上可以用拟合表示，因此可以用灵敏度矩阵S产生输出图像，即使在校准扫描图像(灵敏度映射)和实际扫描图像(中间图像)之间由于对象1的移动之类出现像素位置移动也不会有大的误差。也就是说，可以实现较少受移动影响的并行成像。

所以这样的原因是，由于运用这个数学表示式不仅可以对一个准确的像素位置而且可以对贴近的像素位置不断外推灵敏度值，因此即使像素位置移动了也可以得到高度正确的灵敏度值。

此外，通常包括相位的拟合是困难的，因为一个相控阵线圈内的接收系统(线圈)各具有不同的相位特性，然而，在本发明中灵敏度矩阵的相位是均匀化的，可以认为相位在某种意义上是已经拟合了的，因此准确的灵敏度矩阵拟合是可能的。

涉及领示回波采集的并行成像并不局限于MS-DW-EPI。涉及领示回波采集的并行成像除MS-DW-EPI之外可以包括例如按照三维梯度回波技术的成像。

图13示出了这种技术的一个脉冲序列。在图13中，(1)示出了一个RF脉冲的时序。(2)-(4)示出了梯度磁场的脉冲时序。(2)表示在分层梯度和分层方向的相位编码梯度，(3)表示频率编码梯度，以及(4)表示相位编码梯度。应指出的是，静磁场是以一个固定的磁场强度恒定施加的。

首先，由一个α°脉冲进行自旋激励。α°激励是在分层梯度S_slice下的选择激励。在α°激励后，以预定时序施加在分层方向的相位编码梯度G_slice、频率编码梯度G_freq和相位编码梯度G_phase，读取成像回波。

在读取成像回波后，在分层方向的相位编码梯度G_slice和相位编码梯度G_phase反转。此后，施加一个频率编码梯度G_freq，读取一个领示回波。

在一个重复时间TR的周期内重复这样一个脉冲时序预定次数，每次重复读取一个成像回波和一个领示回波。对于每次重复，成像回波的相位编码都受到改变，在预定次重复中获得充满一个屏幕图像的成像回波。在每次重复中的图像回波用同一次重复中的领示回波予以相位校正。

通过用在两个方向上的相位编码和频率编码读取成像回波，对三维k空间内的数据采样。由于增大采样间隔，以一个减小了的三维FOV收集数据。

通过对这数据进行三维傅里叶逆变换，重建一个三维图像。这个三维图像是一个具有减小了的FOV的中间图像。根据这个中间图像，用灵敏度矩阵S产生一个具有全FOV的输出图像。应指出的是，所用的灵敏度矩阵是三维的。

在对腹部成像中，主体移动成为一个问题，使校准扫描和实际扫描对位置移动敏感，然而，按照本发明，可以实现并行成像而不会受位置移动的影响。

虽然在上面结合优选实施例对本发明进行说明，但是熟悉与本发明有关的技术领域的人员可以在不脱离本发明的技术范围的情况下对这些实施例进行各种改变或替换。因此，本发明的技术范围不仅包括上面所说明的这些实施例，而且还包括所有属于所附权利要求书给出的本发明的专利保护范围的实施方式。

在不背离本发明的精神和专利保护范围的情况下，本发明可以有许多很为不同的实施方式。应该理解，本发明并不局限于在本说明书中所说明的这些具体实施例，本发明的专利保护范围仅由所附权利要求书给出。

Claims (17)

1.一种磁共振成像设备，所述磁共振成像设备包括：

一个获取装置，用来在一个对象内激励自旋，通过多个接收系统连同一个领示回波一起获取受激自旋产生的一个视场减小了的成像回波；

一个第一校正装置，用来根据所述领示回波对所述成像回波进行相位校正；

一个第一图像产生装置，用来根据经相位校正的来自所述多个接收系统的每个接收系统的成像回波产生一个中间图像；

一个产生装置，用来产生所述多个接收系统的灵敏度矩阵；

一个第二校正装置，用来对所述灵敏度矩阵内的矩阵数据进行相位校正；以及

一个第二图像产生装置，用来根据所述中间图像和经相位校正的灵敏度矩阵产生一个全视场的图像。

2.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述减小了的视场的减小因子满足以下要求：

n≥R＞1，

其中

R：减小因子；以及

n：接收系统的个数。

3.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述获取装置通过增大对k空间的采样间隔实现所述减小了的视场。

4.权利要求3的磁共振成像设备，其中

所述获取装置通过增大相位编码的步差实现所述增大采样间隔。

5.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述多个接收系统各有各自的接收线圈。

6.权利要求5的磁共振成像设备，其中

所述接收线圈是表面线圈。

7.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述获取装置在获取所述成像回波中采用MS-DW-EPI技术。

8.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述获取装置在获取所述成像回波中采用MS-DW-EPI技术之外的另一种技术。

9.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述产生装置相对全视场的空间分布根据所述多个接收系统的接收灵敏度产生所述灵敏度矩阵。

10.权利要求9的磁共振成像设备，其中

所述产生装置在将所述多个接收系统的每个接收系统的接收灵敏度的幅度的空间分布与一个两维多项式拟合后产生所述灵敏度矩阵。

11.权利要求10的磁共振成像设备，其中

所述产生装置用按接收灵敏度的幅度加权的最小二乘法进行所述拟合。

12.权利要求11的磁共振成像设备，其中

所述加权的权系数为接收灵敏度的幅度的平方。

13.权利要求10的磁共振成像设备，其中

所述两维多项式是一个二次多项式。

14.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述第二校正装置使所述相位均匀化。

15.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述第二校正装置将所述相位设置为零。

16.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述第二校正装置将所述相位设置为零之外的一个恒定值。

17.权利要求1的磁共振成像设备，其中

所述第二图像产生装置在产生所述图像中采用以下关系式：

V＝(S^*S)^-1S^*A

其中

V：具有全FOV的图像的像素值，

S：灵敏度矩阵，

S^*：S的共轭矩阵，以及

A：中间图像的像素值。

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