CN1605884A

CN1605884A - 一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法

Info

Publication number: CN1605884A
Application number: CN 200410068161
Authority: CN
Inventors: 沈杰; 李鲠颖
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2024-11-15
Also published as: CN100392424C

Abstract

本发明涉及磁共振成像技术，具体的讲是一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，该方法是在脉冲序列执行时，采集回波数据之前，事先确定回波在K空间的位置，再将采集后的回波数据与事先定义的空间位置一一对应，从而实现回波数据的重组，其优点是在图形化脉冲序列编译器中实现了数据重组方法，具有直观、易于使用的特点，可实现数据的任意重组，具有相当的灵活性。

Description

一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术，具体的讲是一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法。

背景技术

在磁共振成像序列中，被测样品的自由感应衰减(FID)或者回波(ECHO)信号被采集以后填充在k空间数组中。在大部分临床用的磁共振成像序列中，由于对序列采取了某些优化措施因此并非按照回波在k空间中的顺序依次采集每个回波，所以回波的采集次序与回波在k空间中的位置并不一一对应，因此在成像序列中，如果按照采集次序存放回波数据的话，每个回波的存放位置与其在k空间中的位置不一一对应，因而就不能直接实现图像重建。这就需要在重建图像之前对采集到的回波数据进行数据重新排序，使回波数据的存放位置与回波数据在k空间中的位置一一对应。因为采集到的回波数据在k空间中的位置与脉冲序列中的其它参数相关，所以最好在编写脉冲序列时就对回波数据进行重组，不需要等到图像重建时再对回波数据进行重新排序。

通常用于磁共振成像的脉冲序列编译器都支持数据重组，但是这些脉冲序列编译器均以文本编辑方式实现。支持文本编辑方式的脉冲序列编译器具有较强的计算表达能力，因此在文本方式的脉冲序列编译器中完成数据重组完全由用户通过编程方式来实现。以英国共振公司的脉冲序列编译器为例，其脉冲序列编译器基于商用的Turbo-Pascal编译器，故用户可直接在Pascal编译器中通过编程方式实现数据任意重组。采用文本方式的脉冲序列编译器最大的优点是具有较强的灵活性，但是编写脉冲序列很不直观，且要求用户具有相当的编程能力。采用图形化脉冲序列编译器的优点是编写脉冲序列直观，易于使用，大大降低了对用户编写脉冲序列的要求。但是图形化的脉冲序列编译器不支持编程方式，因此要在图形化的脉冲序列编译器中实现数据重组比较困难。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，该方法是在脉冲序列执行时，采集回波数据之前，事先确定回波在K空间的位置，再将采集后的回波数据与事先定义的空间位置一一对应，从而实现回波数据的重组。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

为了方便叙述，首先要在本发明中引入了一个数据箱的概念，在磁共振成像中，一幅图像对应于一个二维k空间，其在计算机中的存储形式就是一个二维数组，多幅图像对应于多个二维k空间，其在计算机中的存储形式是一个三维数组。我们定义二维k空间的第一维大小为DIM1，第二维大小为DIM2，k空间的个数为DIM3(即采集的图像数或选片层数)，所述的K空间指的是原始数据采集空间。

数据箱在计算机中的表示形式就是一个一维数组，一个数据箱对应于二维k空间中的一行(即k空间的第一维)，因此一个二维k空间中包含DIM2个数据箱，DIM3个二维k空间将包含DIM3*DIM2个数据箱，即在计算机中的存放形式就是一个三维数组，这就是DIM3个二维k空间在计算机中的存放形式。每个数据箱由(Dim3N，Dim2N)标识，其中Dim3N是数据箱的第三维序号， Dim2N是数据箱的第二维序号。一个数据箱存储一个采集到的回波数据，回波数据存放所对应的数据箱则由数据箱序号决定。

一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，其特征在于在脉冲序列执行时，采集回波数据之前，事先通过数据箱确定回波在K空间的位置，再将采集后的回波数据一一对应的放入该回波所对应的数据箱中，数据箱在计算机中的表示形式就是一个一维数组，该数据箱由数据箱序号(Dim3N，Dim2N)标识，其中Dim3N为第三维序号，表示的是所激发的第N个层面，Dim2N为第二维序号，表示的是该层面中所采集的第N个回波，所述的N指的是自然数0、1、2、3、4………n。

把数据箱序号中的第二维序号Dim2N单独形成一个列表，该列表有一个列表指针，该列表值与相位编码梯度相关，列表指针可由用户任意移动，对于同一个层面相位编码梯度每步进一次，列表指针往下移动一个数据，列表指针指向的列表值就是列表的当前值，也就是数据箱序号中的Dim2N。

把数据箱序号中的第三维序号Dim3N单独形成一个列表，该列表有一个列表指针，该列表值与与激发频率相关，列表指针可由用户任意移动，激发频率每切换一次，列表指针往下移动一个数据，列表指针指向的列表值就是列表的当前值，也就是数据箱序号中的Dim3N。

要采集DIM3*DIM2个回波，Dim2N列表中填充DIM2个Dim2N，Dim3N列表中填充DIM3个Dim3N。

在序列扫描期间，每次采样完成以后要把采集到的回波数据填充到数据箱中，被填充的数据箱的序号由指示第三维数据箱序号列表的当前值Dim3N和指示第二维数据箱序号列表的当前值Dim2N共同指定。

本发明实现了在图形化的脉冲序列编译器中的数据重组，这个重组数据的过程主要是通过指定存储回波数据的数据箱序号来实现的，即每采集一个回波就指定该回波存放的数据箱的序号来达到数据重组的目的。本发明为了实现这一功能，提出了通过数据箱序号列表来实现数据重组，其基本思想是每采集一次回波数据，就为采集到的回波数据指定一个数据箱序号，这样事先把所有回波的存储数据箱序号按照采集次序填入数据箱序号列表中。在脉冲序列执行时，每采集一个回波数据计算机就按照采样次序从数据箱序号列表中取出当前回波存放的数据箱序号，根据数据箱序号把回波存放到相应的数据箱中。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明在图形化脉冲序列编译器中实现了数据重组方法，具有直观、易于使用的特点；

2、把指示数据箱的第三维序号和第二维序号分离成两个序号列表，每个列表由指针指示，支持列表指针的任意移动，因此可实现数据的任意重组，具有相当的灵活性。

附图概述

附图1为具有数据重组功能的图形化脉冲序列编译器的截图；

附图2为简化的多层面快速自旋回波脉冲序列；

附图3为列表参数编辑器；

附图4的表1为Dim2N列表值的列表DataBin_D2；

附图5的表2为Dim2N列表值的列表DataBin_D3；

具体技术方案

以下结合附图通过实例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

本发明实现了在图形化的脉冲序列编译器中的数据重组功能，实现形式如图1所示。在图形化的脉冲序列编译器中，为了实现数据重组功能，在采集(Acq1)行上面增加了两行数据箱序号列表指示行DataBin_D2和DataBin_D3，DataBin_D2是指示第二维数据箱序号Dim2N的列表，DataBin_D3是指示第三维数据箱序号Dim3N的列表。DataBin_D2和DataBin_D3列表中的值由用户根据数据重组的要求自定义。DataBin_D2和DataBin_D3列表支持列表指针的任意移动，“＞＞”表示指针向后移动，“＜＜”表示指针往前回指。在图形化脉冲序列编译器上，每一次采集由一个采样图标指示，在每一个采样图标上面需要指定DataBin_D2和DataBin_D3，用以指示采样数据存放在哪一个数据箱中，这个数据箱的序号由DataBin_D3列表的当前值Dim3N和DataBin_D2列表的当前值Dim2N共同指定，即存放当前采集的回波数据的数据箱序号为(Dim3N，Dim2N)。以第三列为例，在采样图标上面指定DataBin_D2(“DataBin_D2＞＞1”)和DataBin_D3(“DataBin_D3＞＞0”)，表示当前采集的数据存放在由DataBin_D3列表的当前值Dim3N(即DataBin_D3列表指针指向的值)和DataBin_D2列表的当前值Dim2N(即DataBin_D2列表指针指向的值)共同指定的数据箱中，然后再移动当前列表指针，其中“DataBin_D2＞＞1”表示使DataBin_D2列表指针移动到下一个数据，“DataBin_D3＞＞0”表示使DataBin_D3列表指针保持不动。在没有采样图标的列中指定DataBin_D2或DataBin_D3仅表示移动列表指针，以第七列为例，在DataBin_D2行中指定了“DataBin_D2＜＜2”，仅表示把列表指针往前移动两个数据，没有存放回波数据的含义。DataBin_D2列表和DataBin_D3列表由用户根据实际的脉冲序列在列表参数编辑器中设置，列表参数编辑器如图3所示。脉冲序列编译器在编译时会逐行解释，每遇到一个采集标志就会为该次采集指定一个存放数据的数据箱序号(Dim3N，Dim2N)，Dim3N为DataBin_D3列表的当前值(即DataBin_D3列表指针指向的值)，Dim2N为DataBin_D2列表的当前值(即DataBin_D2列表指针指向的值)，列表指针的移动完全根据用户在脉冲序列编辑器中编写的要求移动。

下面以多层面快速自旋回波序列为例加以说明。

为便于说明，在图形化的脉冲序列编译器上编写了一个简化的快速自旋回波脉冲序列，如图2所示。为简单起见，本实施例中序列扫描一次激发5个层面，每个层面经过一次射频RF激发，在不同相位编码下采集4个回波(即回波链长度为4)。假设要填充的k空间的矩阵大小为64*64，因此一个k空间矩阵中共包含64个数据箱，每个数据箱的大小为64。这个序列共激发五个层面，需填充5个k空间，因此所需的数据箱总数为5*64，其中DIM3＝5，DIM2＝64。

在这个序列中每扫描一次激发5个层面，每个层面采集4个回波，总共扫描16次，一个层面可采集64个回波，因此DataBin_D2列表中需填充64个Dim2N，DataBin_D3列表中需填充5个Dim3N。从图2的序列可知，每采集一个回波，就把该回波数据填充到由DataBin_D3列表的当前列表值和DataBin_D2列表的当前列表值共同指定的数据箱中。DataBin_D3列表的当前列表值和DataBin_D2列表的当前列表值通过各自的列表指针的移动获得。DataBin_D2列表值与相位编码梯度相关，对于同一个层面相位编码梯度每步进一次，DataBin_D2列表指针往下移动一个数据。DataBin_D3列表值与激发频率相关，激发频率每切换一次，DataBin_D3列表指针往下移动一个数据。

根据图2中DataBin_D2列表指针的移动顺序以及相位编码梯度值的顺序，DataBin_D2列表值的设置如表1所示。图4中的表1中DataBin_D2列表值的设置完全根据列表指针的移动顺序以及相位编码梯度值的顺序来决定，在列表指针顺序移动的情况下，相位编码梯度值与DataBin_D2列表值是一一对应的，即假设相位编码梯度值从32依次步进到-31，共步进64次，那么DataBin_D2列表值为从0到63。表1中DataBin_D2列表值就是根据这个对应顺序填写的，即在相位编码梯度值为32，DataBin_D2列表值为0，相位编码梯度值为24，DataBin_D2列表值为8，以此类推。根据图2中DataBin_D3列表指针的移动顺序以及激发频率的设置，DataBin_D3列表值的设置如图5中的表2所示，如果采用顺序依次激发的话，那么激发频率依次为4000、2000、0、-2000、-4000，相应的DataBin_D3列表值依次为0、1、2、3、4。表2中采用了交叉激发，其激发频率为4000、0、-4000、2000、-2000，相应的DataBin_D3列表值依次为0、2、4、1、3。每个回波存放的数据箱序号由DataBin_D3列表的当前值Dim3N和DataBin_D2列表的当前值Dim2N共同决定，即数据箱序号为(Dim3N，Dim2N)。根据图2中DataBin_D2列表指针和DataBin_D3列表指针移动顺序以及表1中的DataBin_D2列表值和表2中的DataBin_D3列表值可知，按照采集次序，第一个回波存放的数据箱序号为(0，0)，第二个回波存放的数据箱序号为(0，8)，第三个回波存放的数据箱序号为(0，16)，第四个回波存放的数据箱序号为(0，24)，第五个回波存放的数据箱序号为(2，0)，第六个回波存放的数据箱序号为(2，8)，依此类推。由于在采样时就把每个回波根据数据箱序号存储到k空间中相应的位置中，因此就可以直接对采集到的原始数据进行图像重建。

Claims

1、一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，其特征在于在脉冲序列执行时，采集回波数据之前，事先通过数据箱确定回波在K空间的位置，再将采集后的回波数据一一对应的放入该回波所对应的数据箱中，数据箱在计算机中的表示形式就是一个一维数组，该数据箱由数据箱序号(Dim3N，Dim2N)标识，其中Dim3N为第三维序号，表示的是所激发的第N个层面，Dim2N为第二维序号，表示的是该层面中所采集的第N个回波，所述的N指的是自然数0、1、2、3、4………n。

2、根据权利要求1所述的一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，其特征在于把数据箱序号中的第二维序号Dim2N单独形成一个列表，该列表有一个列表指针，该列表值与相位编码梯度相关。

3、根据权利要求2所述的一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，其特征在于所述的列表指针可由用户任意移动，对于同一个层面相位编码梯度每步进一次，列表指针往下移动一个数据，列表指针指向的列表值就是列表的当前值，也就是数据箱序号中的Dim2N。

4、根据权利要求1所述的一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，其特征在于把数据箱序号中的第三维序号Dim3N单独形成一个列表，该列表有一个列表指针，该列表值与与激发频率相关。

5、根据权利要求4所述的一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，其特征在于所述的列表指针可由用户任意移动，激发频率每切换一次，列表指针往下移动一个数据，列表指针指向的列表值就是列表的当前值，也就是数据箱序号中的Dim3N。

6、根据权利要求1、2或4所述的一种用于图形化脉冲序列编译器中实现回波数据重组的方法，其特征在于在序列扫描期间，每次采样完成以后要把采集到的回波数据填充到数据箱中，被填充的数据箱的序号由指示第三维数据箱序号列表的当前值Dim3N和指示第二维数据箱序号列表的当前值Dim2N共同指定。