CN1856714A - 以环形顺序步骤在k－空间的中心周围跳动 - Google Patents

Abstract

一种磁共振成像数据采集方法中，K－空间(100)被划分成在k－空间中心设置的中心区(102)和距该k－空间中心具有增加的距离的一个或多个环形包围区(104，106)。一个或多个环形包围区包括距k－空间中心最大距离的最外包围区(106)。采集在中心区(102)中的k－空间试样。在中心区中的k－空间试样的采集之后，在一个或多个环形包围区(104，106)中采集k－空间试样。最后采集在最外包围区(106)中的k－空间试样。至少在最外包围区中的k－空间试样的采集使用其中在最外包围区(106)中采集的每行k－空间试样完成k－空间平面的逐行采集排序。

Description

以环形顺序步骤在K-空间的中心周围跳动

技术领域

下面的发明涉及磁共振技术。在过渡磁性造影剂药丸过程中它在磁共振成像中找到了特定的应用，并具体参考它进行描述。此外，它在一般过渡性事件的磁共振成像比如选通磁共振成像中也找到了应用。

背景技术

在某些磁共振成像应用中，k-空间数据优选在短暂的时间间隔中采集。例如，在对比度增强的成像中，磁共振成像数据优选在典型的短暂时间间隔中采集，在这个短暂的时间间隔中磁性造影剂药丸提供组织中最大地增强的磁共振对比度。在一些对比度增强的磁共振血管造影技术中，在对比试剂处于动脉管中的同时并且在它到达静脉管之前采集k-空间数据的中心以通过抑制还没有被增强的静脉(veneous)信号提供良好的动脉血流显像。作为另一实例，在心脏选通成像的过程中，优选在对应于所选择的心脏位相的较短的时间间隔中采集磁共振成像数据以降低运动假像。

将会理解的是，在这些和类似的应用中，采集数据的时间间隔较短，但一般非定义明确的。在造影剂冲入成像区中时，造影剂药丸例如通常使磁共振信号强度产生上升的斜坡。信号强度的斜坡上升开始变平，直到达到最终的峰值磁共振信号。超过这个强度峰值之后，随着造影剂冲出成像区，信号强度开始降低。因此，最佳的成像的短暂的时间间隔非定义明确的，但通常有利的是，在最大药丸信号强度的时间周围集中数据采集。例如，动脉和静脉信号的分离通过在药丸产生的最大信号在感兴趣的血管中发生的同时通过采集k-空间数据的中心实现。类似地，在选通心脏成像中，目标是对单个心脏位相进行成像；随着成像时间增加，心脏肌肉与目标心脏位相(phase)的偏离增加。

为改善过渡的事件的成像，已知的是定制k-空间采样以使在最接近最佳时间上采集在k-空间的中心周围的k-空间试样，远离k-空间中心的k-空间试样在次最佳时间上采集。例如，Riederer等人的美国专利US5,122,747公开了一种类型的中心采样，在这种中心采样中采样轨道从k-空间中心朝外盘旋，因此在最佳时间上采集的最初k-空间试样接近k-空间中心。接近k-空间中心的K-空间试样是低频率的试样，它们对整体图像具有实质性的影响。相反，在距k-空间的中心具有较大距离的k-空间试样是高频率的试样，它们对图像的更细微的细节具有影响。因此，通过首先采集在k-空间的中心的试样，而采集对整体图像具有最大影响的试样在更靠近药丸峰值、目标动脉或静脉位相(phase)、目标心脏位相或其它的最佳时间间隔。

虽然已经有数据采集技术，它们朝k-空间中心有利地集中数据采集，这些现存的技术具有一定的优点。不使用基于与典型的傅立叶变换的重构算法一致的几何形状采集这些数据。因此，通常要求较大量的k-空间的试样的分类以准备用于图像重构处理的采集的成像数据。这种分类计算强度大，由此，减慢了数据处理并延迟了有用图像的产生。

此外，通过采集自该中心盘旋出的数据，实质上在完全采集在其上开始基于傅立叶的图像重构的k-空间平面之前必须采集整个数据组。这阻止了并行数据采集和图像重构处理，这进一步延迟了有用的图像的产生。

已有的技术存在的另一个问题是它们通常涉及应用大量的大磁场梯度步骤以跟随复杂的中心或其它所选择的k-空间采集轨道。这些大磁场梯度可能产生影响图像假像的涡流电流。

本发明设计了克服前述的局限性和其它问题的改进的设备和方法。

发明内容

根据一方面，提供一种磁共振成像方法。K-空间被划分成在k-空间中心设置的中心区和距该k-空间中心具有增加的距离的一个或多个环形包围区。一个或多个环形包围区包括距k-空间中心有最大距离的最外包围区。采集在中心区中的k-空间试样。在中心区中的k-空间试样的采集之后，采集在一个或多个环形包围区(104，106)中的k-空间试样。最后采集在最外包围区(106)中的k-空间试样。至少在最外包围区中的k-空间试样的采集使用逐行数据采集排序，在这种逐行数据采集排序中在最外包围区中采集的每行k-空间试样与从除了最外包围区之外的区域中所选择的已经采集的k-空间数据一起形成用于重构图像平面的完成的数据组。每个完成的数据组被重构成重构的图像平面，而不用等待在最外包围区中所有的k-空间试样都被采集以便与采集至少部分地同时地进行重构。

根据另一方面，公开了磁共振成像设备。磁共振成像扫描器对关联的成像对象进行成像。磁共振成像控制器执行一种方法，该方法包括：(i)将K-空间被划分成在k-空间中心设置的中心区和距该k-空间中心具有增加的距离的一个或多个环形包围区，环形包围区包括距k-空间中心具有最大的距离的最外包围区；(ii)确定对磁性造影剂(mgnetic contrastagent)药丸成像的最佳时间；(iii)在最佳时间左右在中心区中采集k-空间试样，以及(iv)在中心区中采集了k-空间试样之后，在一个或多个环形包围区中采集k-空间试样。至少在最外包围区中的采集使用逐平面数据采集排序，在这个逐平面数据采集排序中，在采集属于其它的k-空间平面的最外包围区中的试样之前，采集在属于当前的k-空间平面的最外包围区中的所有k-空间试样以完成当前的k-空间平面。重构处理器将完成的当前k-空间平面重构成重构的平面图像，而不用等待完成其它的k-空间平面。

根据再一方面，公开了一种磁共振成像设备。提供用于将k-空间划分为在k-空间中心上设置的中心区和距k-空间中心具有增加的距离的一个或多个环形包围区的装置。一个或多个环形包围区包括具有距k-空间中心最大距离的最外包围区。提供用于在k-空间中采集k-空间试样的装置。首先采集在中心区中的k-空间试样。最后采集在环形包围区中的k-空间试样。使用逐行数据采集排序采集至少在最外包围区中的k-空间试样，在这个逐行数据采集排序中在最外包围区中采集的每行k-空间试样完成k-空间平面。提供用于将每个完成的k-空间平面重构成重构的图像平面而不用等待在最外包围区中的所有k-空间试样都被采集的装置。

一个优点在于缩短成像的对话时间。

另一优点在于减少图像假像。

另一优点在于实现同时成像数据采集、重构和显示处理。

另一优点在于降低数据分类的复杂性。

另一优点在于减少涡流电流的产生。

通过阅读下文对优选实施例的详细描述本领域普通技术人员将会清楚许多其它的优点和好处。

附图说明

本发明可以采取各种部件和部件设置以及各种处理操作和处理操作的设置。附图仅用于说明优选的实施例的目的，并不构成对本发明的限制。

附图1用图解法示出了磁共振成像系统。

附图2所示为将k-空间采样划分为(i)设置在k-空间中心上的中心区和(ii)两个环形包围区。

附图3所示为位于中心k-空间区上的k-空间试样的适合的随机或伪随机采集排序。

附图4所示为位于包围k-空间区的内环上的用于k-空间试样的适合的逐行采集排序。

附图5所示为位于最外环形k-空间区上的k-空间试样的适合的逐行采集排序。

附图6用图解法示出了为数据采集、数据重构和成像的数据显示方面的相对时序。

附图7所示为适合附图1的重构处理器的实施例。

附图8所示为位于在包围k-空间区的内环上的用于k-空间试样的适合的随机或伪随机采集排序。

具体实施方式

参考附图1，磁共振成像扫描器10包括形成一般圆柱形扫描器孔14的壳体12，在该孔14中设置有相关的成像对象16。主磁场线圈20设置在壳体12中，并产生与扫描器孔14的中心轴22通常平行取向的主磁场B0。虽然电阻主磁体液可以使用，但主磁场线圈20一般是设置在低温导流管(cryoshrouding)24里面的超导线圈。壳体12也容纳或支撑用于在孔14中有选择性地产生磁场梯度的磁场梯度线圈30。壳体12进一步容纳或支撑有选择性地激励和/或检测磁共振的射频体线圈32。壳体12一般包括确定扫描器孔14的美容性内衬垫36。对于某些成像应用，一个或多个局部射频线圈比如表面线圈44也可用于射频激励和/或检测。

在对比度增强的磁共振成像中，药丸注射器46被用于将所选择的磁性造影剂比如基于钆的造影剂快速地浸入成像对象16中。为将药丸注入到人成像对象的血流中，造影剂快速冲进或冲出感兴趣的组织。在冲进和冲出之间的药丸过渡时间通常是在几秒的数量级。在所示的实施例中，药丸注射器46通过导管藕合进入成像对象16的血流中。

磁共振成像控制器50操作磁场梯度控制器52以有选择地激励磁场梯度线圈30，并操作耦合到如图所示的射频线圈32或耦合到局部线圈比如表面线圈44的射频发射器54以将射频激励脉冲有选择性地注射到成像对象16中。通过有选择性地操作磁场梯度线圈30和射频线圈32，产生磁共振并至少在成像对象16的感兴趣的一部分区域中进行空间编码。在成像数据采集的过程中，磁共振成像控制器50操作耦合到如图所示的射频表面线圈44或者耦合到整个体线圈32的射频接收器56以采集在磁场数据缓冲器60中存储的磁共振试样。

通常使用基于傅立叶变换重构算法，通过重构处理器62将采集的成像数据重构成图像表示。通过重构处理器62产生的重构图像或图像存储在图像存储器64中，并且可以显示在用户接口68的显示装置66上，存储在非易失性存储器，在本地内联网或因特网上发送，查看，存储，操纵等。用户接口68也优选使放射学家、技术员或磁共振成像扫描器10的其它操作者与磁共振成像控制器50实现通信以选择、修改和执行磁共振成像序列。

所描述的磁共振成像系统仅仅是实例性的实例。在此所描述的磁共振数据采集技术实质上可以与任何类型的磁共振成像扫描器一起使用，这些扫描器包括(但不限于)水平孔扫描器、垂直孔扫描器、开放式磁体扫描器等。此外，在此所描述的磁共振数据采集技术可结合平行成像、SENSE成像等的接收线圈阵列使用。

在对比度增强成像中，药丸注射器46供给磁性造影剂药丸到成像对象16中。在供给到血流中时，药丸冲进感兴趣的成像区中，然后冲出，通常大约为几秒。因此，成像数据采集优选被定时以在通过在感兴趣的成像区中的药丸提供的磁性造影的峰值上采集成像数据。如下文将要描述，成像数据以如下的方式采集：首先采集在k-空间的中心附近的区域中的k-空间试样，之后采集距k-空间中心更大的距离的区域中的试样。在成像定时的一种方法中，磁共振成像控制器50将药丸启动信号70发送给药丸注射器46。药丸注射器46响应接收药丸启动信号70通过导管48供给药丸。磁共振成像控制器50在发送药丸启动信号70之后在所选择的时间上初始化磁共振成像数据采集，其中所选择的时间对应于所供给的药丸冲进感兴趣的成像区所需的时间。

在成像数据采集定时的另一方法中，扫描器10激励并采集来自感兴趣的区域的投影或其它的磁共振信号。磁共振成像控制器50监测这个信号的强度。药丸注射器46供给磁性造影剂药丸。在所供给的药丸冲进感兴趣的成像区中时，投影或其它磁共振信号的强度因此改变。磁共振成像控制器5 0检测这种改变并开始图像数据的采集。在再一实施例中，比如在心脏选通成像中，磁共振成像控制器50使用例如从心电图信号中抽取的适合的心脏选通信号以启动数据采集。类似地，可以检测实质上任何其它的生理事件并被用于启动受生理事件影响的感兴趣的体积的磁共振成像。

继续参考附图1并进一步参考附图2-5，磁共振成像控制器50将k-空间100划分为设置在k-空间中心上的中心区102和距k-空间中心增加的距离的一个或多个环形包围区，即在附图2所示的实例性实施例中的两个环形包围区104，106。附图2-5的k-空间表示显示了垂直于以“c_p”指定的初级数据采集坐标并垂直于以“c_s”指定的正交的次级数据采集坐标的视图。未标示的读出坐标垂直于所示的初级c_p和次级c_s坐标取向，因此与视图方向平行。在某些实施例中，c_p坐标是片选(slice-select)坐标，而c_s坐标是相位编码坐标；然而，初级和次级坐标可以具有实质上任意的空间取向。例如，相位编码方向可以被指定为初级坐标c_p，而片选方向可以被指定为次级坐标c_s，或者初级c_p和次级c_s坐标中的一个或两者都倾向于常规的矢状、冠状和轴向解剖坐标。此外，在所示的实施例中，初级c_p、次级c_s和读出数据采集坐标都是相互正交的，在一些设计的实施例中，可以使用非正交的数据采集坐标系。

在附图2-5中，示出了k-空间试样110的矩形点阵。在这些附图中，每个k-空间试样或读出行以点绘制。为了说明的简单，所示出的点阵(grid)是10×10。在实际中，通常是128×128至1024×1024的点阵。在其中对三维体积进行成像的实施例中，这些k-空间试样110每个对应于沿着读出坐标延伸的(即垂直于初级c_p和次级c_s坐标延伸，因此在附图2-5每个中作为点出现)k-空间数据的读出行。虽然示出了试样的方块10×10点阵，但是在c_p和c_s方向上的试样的数量可以不同。在这种三维体积成像中，中心区102延伸进入读出方向以界定一般圆柱形中心区，而环形区104，106类似地延伸进读出方向以界定包围圆柱形中心区体积102的三维环形体积。

磁共振成像控制器50首先使用在附图3中所示的采集排序采集中心区102，然后使用在附图4中所示的采集排序采集内环形包围区104，最后使用在附图5中所示的采集排序采集最外环形包围区106。接着描述从这些区域102，104，106每个中采集数据所使用的一些优选的采样排序。

具体参考附图3，在采集序列中以序数对在中心区102中的每个k-空间试样110进行标记。实例的中心区102包含以序数1，2，3，...12标记的12个k-空间试样。在所示的实施例中，对于采集在中心区102中的k-空间试样使用k-空间试样采集的基本随机或伪随机排序。采集中心区102的试样的随机或伪随机排序针对在启动数据采集中的错误有利地提供健壮性。如果稍稍早些或稍稍迟些启动磁共振数据采集以使通过磁性造影剂药丸提供的峰值强度对比度与中心区102的采集不完全一致，则这种随机或伪随机排序降低了图像质量对这种启动的错误的敏感性。在这种情况下，除了这些术语的普通意义之外，希望“随机或伪随机”包含被选择具有与随机或伪随机排序的统计特征类似的统计特征的任何预定的排序。

随机或伪随机排序通常在下述方面具有一定的成本：增加磁场梯度以遵循在随机采样位置之间的较大的跳动(jump)。然而，因为中心区102一般相对较小，并且接近k-空间的中心，则在中心区102内产生随机跳动所要求的磁场梯度通常可以接受。可替换地，采集最接近于k-空间的中心的k-空间试样的中心或其它排序(ordering)可用于中心区102，替代所示的随机或伪随机排序。

具体参考附图4，一旦采集了在中心区102中的所有的k-空间试样，磁共振成像控制器50使用蜿蜒的逐行采集排序采集在内环形包围区104中的k-空间试样，这种逐行采集排序被设计成采集具有给定的c_p坐标值作为组的读出试样行(即，被设计成沿着c_s坐标方向采集读出试样行)，同时限制所施加的磁场梯度的幅值。K-空间试样的采集顺序在附图4中示出，在附图4中每个采集的试样行通过由它的平面采集序数标示的箭头指示。在附图4中，有标示为1，2，3，4，5，6的6个行。箭头方向指示在数据采集的过程中试样行横穿的方向。第一采集的试样在初级c_p坐标的中心位置周围的附图4的底部。在这个k-空间采样处开始，试样行的采集横穿在c_s坐标上的正向或朝上方向，并且不包括沿着位于中心区102的内并因此具有已经采集的行的这些k-空间试样的采集。应该理解的是，横穿这行的k-空间试样包含在次级c_s坐标方向的梯度步骤，而在初级c_p方向上不施加任何梯度。

一旦采集了第一行k-空间试样，施加在初级c_p方向上的梯度脉冲以移动到也位于初级c_p坐标的中心位置附近的另一行。在负向或朝下方向横穿这个第二行k-空间试样，即，从第一行起在相反的方向上横穿第二行。仅使用次级c_s坐标梯度脉冲也横穿第二行，而不在初级c_p方向上施加任何梯度。

一旦采集了第二行的k-空间试样，施加在初级c_p方向上的梯度脉冲以移动到进一步远离初级c_p坐标的中心位置的第三行。在正向或朝上方向横穿第三行试样。一旦采集了第三行k-空间试样，施加在初级c_p方向上的梯度脉冲以移动到第四行，在负向或朝下方向上横穿这个第四行。一旦采集了第四行k-空间试样，施加在初级c_p方向上的梯度脉冲以移动到位于环形包围区104的边缘上的第五行。在正向或朝上方向上横穿第五行k-空间试样。一旦采集了第五行k-空间试样，施加在初级c_p方向上的梯度脉冲以移动到与包围区104交叉的第六行和最后行的k-空间试样，该行的k-空间试样位于环形包围区104的相对边缘上。在负向或朝下方向横穿第六行的k-空间试样。

所描述的在内环形包围区104中的逐行采集模式具有一些优点。在三维傅立叶编码的成像中，每个k-空间试样110对应于在读出方向上的k-空间的读出行。因此，一行k-空间试样对应于k-空间平面。使用基于二维傅立叶的重构处理，可以将这个k-空间平面变换为重构图像平面，因此消除了由复杂的分类操作引起的数据处理延迟。此外，逐行采集排序限制了在横穿轨道中使用的磁场梯度的幅度的大小变化，这减小了可能导致图像假像的涡流电流。

特别参考附图5，一旦采集了在中心区102和内环形包围区104中的所有k-空间试样，则磁共振成像控制器50使用与在采集内区104中的试样中所使用的逐行采集排序相同类型的排序采集在最外包围环形区106中的k-空间试样。每行k-空间试样的采集在附图5中通过以它的采集的序数标示的箭头表示。有以1，2，3，...，10标示的k-空间试样的10行。箭头的方向表示在数据采集的过程中横穿该行的k-空间试样的方向。以与在内环形包围区104中使用的采集排序类似的方式，采集该行最外包围区106以使首先采集具有最接近最外区106的中心的初级c_p坐标值的第一和第二行，随后采集具有增加的初级坐标c_p值的行，分别完成了位于最外环形区106的相对边缘上的k-空间试样的第九和第十行的采集。沿着在次级c_s方向上的行的试样的采集方向在每个新行的开始上反向以限制所施加的磁场梯度幅值。因此，在正向或朝上方向上横穿行1，3，5，7，9，而在负向或朝下方向上横穿行2，4，6，8，10。在采集最外包围区106的k-空间数据时，在最外包围区106的逐行采样的过程中不再采集沿着位于中心区102或者在内环形包围区104上的行的并且由此已经采集的k-空间试样。

继续参考附图1-5并进一步参考附图6，最外环形包围区106的逐行采集有利地实现在采集所有的k-空间数据之前启动图像重构，并且一旦已经采集了一整行的k-空间试样(对应于一个k-空间平面)，允许图像重构基本与数据采集同时地执行。如附图6所示，在中心区102中的k-空间试样在时间间隔120中采集，之后在随后的时间间隔122中进行在内环形包围区104中的k-空间试样的采集。在第二采集时间间隔122结束时，没有k-空间平面被完全采样，因为最外环形区106包括来自在成像体积中的k-空间的每个平面的至少一些k-空间试样。

在时间间隔122之后的时间间隔124中执行最外的环形区106的逐行采样。一旦采集了第一行的k-空间试样，就可得到整个平面的k-空间的数据，并且重构处理器62可以开始该平面的重构。

例如，在初级c_p方向是片选方向时，次级c_s方向是相位编码方向，垂直于c_p和c_s的未标示的方向是读出方向，一行k-空间试样的采集对应于采集所选择的片的所有相位编码步骤。一通过沿着所选择的片层的行横穿相位编码步骤采集了沿着最外区106的第一行的所有k-空间试样(跳过在区域102，104的采集中已经采集的那些相位编码步骤)，就可以重构中心片层。在采集了沿着第2行的所有的数据时，就可以重构相邻的片层，等等。此外，相同的原理通过三维k-空间可以应用于其它二维平面。

因此，重构时间间隔130在最外环形区106中的第一行的k-空间试样的采样完成之后开始。重构可以延伸到超过其中采集在最外环形区106中的试样的时间间隔124(如在附图6中重构时间间隔130的曲线右侧“中断”所指示)；然而，通过采集时间间隔124和重构时间间隔130的部分重叠获得实质性的数据处理加速。

简要参考附图1，在一个适合的实施例中，在每次一行k-空间试样已经被全部采集完了时，磁共振成像控制器50将重构启动信号72发送给重构处理器62。重构启动信号72的接收使重构处理器62开始对应图像平面的重构。在另一方法中，重构处理器62监测采样数据缓冲器60以确定何时已经完成了一行k-空间试样的采集。

再参考附图6，数据处理不涉及相当大量的数据分类。与二维傅立叶重构一致地根据逐行基础采集包围区104，106，因此对于这些数据不要求相当大的分类。来自中心区102的数据被随机化或伪随机化并且必须被分类，然而，这种分类与数据的采集同时执行，并且在采集下一试样时，将每个试样置于对应于它的k-空间坐标的在数据缓冲器中的位置中。

此外，由于在采集间隔124中完成它的k-空间数据采集时重构处理器62重构每个平面，因此通过在至少部分地重叠采集时间间隔124和重构时间间隔130的显示时间间隔136中通过显示装置66可以显示该重构的平面的图像。因此，甚至在进行数据采集的同时开始显示该图像。

参考附图7，描述重构处理器62的适合的实施例。在某些实施例中，在采集之前确定数据的分类，并以通过磁共振成像控制器50确定的k-空间点阵将预期的采集顺序提供给重构处理器62。因此，除了通过数据分类器150将每个数据试样初始置于对应于在k-空间中它的位置的在数据缓冲器中的位置之外，在重构的过程中不执行分类。参考附图6，与数据的采集和重构同时地执行在时间间隔132中通过重构处理器62进行的这种分类。

在三维成像中，每个k-空间试样110对应于与初级c_p和次级c_s方向正交的读出方向上的读出行。因此，将一维傅立叶变换152应用于每个k-空间试样以恢复在读出方向上的空间容量(spatial content)。

在重构处理器62内，片层校验器160确定何时已经采集了对应于重构图像平面的整个数据组的一整行的k-空间试样。可替换地，重构启动信号72(见附图1)可以指示何时已经采集了图像平面数据组。通过数据分类器150已经分类并通过傅立叶变换处理器152在读出方向上进行傅立叶变换的完整的数据组通过在次级c_s坐标方向上操作的第二一维傅立叶变换处理器162进行处理以沿次级c_s坐标方向恢复空间容量。第二一维傅立叶变换处理器162的输出是刚刚完成的初级c_p平面的重构图像。在对应于图像平面的每行k-空间试样的采集在时间间隔124中完成时，类似地重构该刚刚完成的图像平面数据组。

在附图2-5中所示的划分并采样k-空间仅仅是一个实例。在所设计的某些实施例中，省去了内包围区104，即在随机采集的中心区和逐行采集的外围区之间划分数据。在其它设计的实施例中，包围环形区的数量大于2。如附图2和5所示，实例性的最外环形区106具有圆形或椭圆形内边界和方形或矩形外边界(在c_p-c_s平面中)。因此，应该理解的是，环形包围区可以具有各种截面形状。

仅仅在最外区106中的k-空间试样的采集的过程中(即仅仅在时间间隔124中)获得了至少部分地同时进行数据采集和重构(并且也优选同时显示)的优点。因此，具有的优点是，与内区102，104相比，使最外区较大以使它包含一大部分k-空间试样，因此实现了数据采集和图像重构的更大的数据重叠。

在另一方面，在最外区106中应用的逐行采集不强烈地偏向采集在k-空间中心附近的数据，因此使最外区106太大可能增加瞬态假像。为减小瞬态假像，应该使中心区102更大以便首先采集对整体图像具有较大作用的中心k-空间试样。

然而，在增大中心区102时，增加在数据采集之前的分类时间，使采集计划时间增加。此外，如果中心区102太大，则它将包含距离k-空间中心相对较远的k-空间试样。包括一个或多个内包围环形区比如内环形包围区104(在附图4中所示逐行基础地采样的)通过如下方式提供一种平衡：将采集的早先部分偏向k-空间中心，同时提供有利于快速数据处理的逐行采集排序。

在一些实施例中，中心区102的尺寸如下地确定。确定采集k-空间试样的磁共振成像参数。这些参数包括数据采集速率。例如基于在感兴趣的组织中的磁性造影剂药丸的预期的持续时间也选择采集在中心区102中的试样的时间间隔120。基于数据采集速率和所选择的时间间隔120，确定中心区102的k-空间试样的数量，并选择对应于这个采样数量的适合的中心区102。

参考附图8，在一些实施例中，设计使用除了最外包围环形区之外的包围环形区的蜿蜒的(serpentine)逐行排序之外的排序。例如附图8显示了内包围环形区104的随机或伪随机采样排序的实例。替换用于附图4的逐行排序的附图8的随机或伪随机采样对于某些成像任务是有利的。例如，通过使随机或伪随机采样的范围进一步延伸远离k-空间中心，这个方法提供了针对启动时间错误的进一步的健壮性，同时中心区102和内包围区104中每个的蜿蜒的随机或伪随机采样确保在中心区102之外采样之前随机或伪随机采样覆盖了在中心区102的边界内的所有k-空间试样。然而，将会认识到内包围区104的随机或伪随机采样将会增加所要求的数据分类时间。

虽然没有示出，在一些实施例中，设计应用用于中心区102和用于一个或多个环形包围区104，106的逐行采集排序。逐行排序本身不使早期的采样强烈地偏向k-空间中心；然而，通过使用相对较小的中心区102和一个或多个相对较小的内环形包围区104，可以实现早期的采样朝k-空间中心偏向。此外，由于在这些实施例中，包括中心区102的所有的区域都逐行基础地采样，因此实质性地降低了在随后的数据处理的分类延迟。

参考优选的实施例已经描述了本发明。显然，通过阅读并理解前文的详细描述，他人将会进行修改和改变。希望本发明包括在附加的权利要求或其等同物的范围内的所有这种改进和改变。

Claims (25)

1.一种磁共振成像方法，包括：

将K-空间(100)划分成在k-空间中心设置的中心区(102)和距该k-空间中心具有增加的距离的一个或多个环形包围区(104，106)，一个或多个环形包围区包括距k-空间中心最大距离的最外包围区(106)；

采集在中心区(102)中的k-空间试样；

在中心区中的k-空间试样的采集之后，采集在一个或多个环形包围区(104，106)中的k-空间试样，最后采集在最外包围区(106)中的k-空间试样，至少在最外包围区中的k-空间试样的采集使用逐行数据采集排序，在这种逐行数据采集排序中在最外包围区中采集的每行k-空间试样与从除了最外包围区之外的区域中所选择的已经采集的k-空间数据一起形成用于重构图像平面的完成的数据组；以及

每个完成的数据组被重构成重构的图像平面，而不用等待在最外包围区中所有的k-空间试样都被采集以便与采集至少部分地同时地进行重构。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

一旦可得到每个重构的图像平面就显示它而不等待其它的图像平面的重构。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

使在中心区(102)中的k-空间试样的采集与启动信号同步，该启动信号是如下之一：(i)在供给磁性造影剂药丸之后的所选择的持续时间，(ii)检测由于磁性造影剂药丸的冲入引起磁共振信号强度的变化，(iii)检测选通信号，以及(iv)检测所选择的生理事件。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

选择用于在中心区(102)和一个或多个环形包围区(104，106)中的k-空间试样的采集的多个磁共振成像参数，多个磁共振成像参数至少包括数据采集速率；以及

使用如下方式确定中心区(102)：(i)所选择的多个磁共振成像参数，和(ii)用于采集在中心区(102)中的k-空间试样的时间间隔(120)。

5.如权利要求1所述的方法，其中中心区102具有圆形或椭圆形周边，以及最外的包围区(106)具有圆形或椭圆形内周边和方形或矩形外周边。

6.如权利要求1所述的方法，其中在中心区(102)中的k-空间试样的采集使用除了逐行采集排序之外的采集排序。

7.如权利要求6所述的方法，其中在中心区(102)中的k-空间试样的采集使用随机或伪随机排序。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

使在中心区(102)中的k-空间试样的采集与磁性造影剂药丸的供给同步。

9.如权利要求6所述的方法，进一步包括：

将中心区的k-空间试样分类为逐行排序。

10.如权利要求1所述的方法，其中一个或多个环形包围区(104，106)包括至少两个包围区，以及在除了最外包围区之外的一个或多个环形包围区中的k-空间试样的采集使用随机或伪随机排序。

11.如权利要求1所述的方法，其中一个或多个环形包围区(104，106)包括至少两个包围区，以及在包括最外包围区的每个环形包围区中的k-空间试样的采集使用逐行采集排序。

12.如权利要求1所述的方法，其中每个k-空间试样(100)是k-空间的读出行。

13.如权利要求1所述的方法，其中通过使用逐行采集排序，至少在最外包围区中的k-空间试样的采集包括：

使用蜿蜒的逐行采集排序采集k-空间试样。

14.如权利要求1所述的方法，其中通过使用逐行采集排序，至少在最外包围区中的k-空间试样的采集包括：

施加次级坐标磁场梯度以横穿每行k-空间试样；和

通过施加初级坐标磁场梯度切换到每个新行的k-空间试样，初级坐标对于次级坐标一般是横向的。

15.如权利要求1所述的方法，其中通过使用逐行采集排序，至少在最外包围区中的k-空间试样的采集包括：

(i)通过在第一初级坐标位置上在正方向上横穿次级坐标位置采集第一行的k-空间试样；

(ii)应用初级坐标磁场梯度以移动到第二初级坐标位置；

(iii)通过在第二初级坐标位置上在负向方向上横穿次级坐标位置采集第二行的k-空间试样；和

(iv)重复(i)，(ii)和(iii)以采集通过初级坐标索引的多个行的k-空间试样。

16.如权利要求15所述的方法，其中初级坐标是片层坐标，次级坐标是与片层坐标正交的相位编码坐标，以及每个k-空间试样(100)是沿着与片层和相位编码坐标两者正交的第三坐标的读出行。

17.如权利要求1所述的方法，其中通过使用逐行采集排序，至少在最外包围区中的k-空间试样的采集包括：

(i)采集沿着在最外环形包围区内的行的第一连续部分的k-空间试样；

(ii)至少跳过沿着在中心区中包含的行的试样；

(iii)采集沿着在最外环形包围区内的行的第二连续部分的k-空间试样，沿该行的第二连续部分的k-空间试样通过至少中心区与沿该行的第一连续部分的k-空间试样分离；和

对于逐行采集的每个行重复(i)，(ii)和(iii)。

18.一种磁共振成像设备，包括：

对关联的成像对象(16)进行成像的磁共振成像扫描器(10)；

执行如下的方法的磁共振成像控制器(50)，包括：

(i)将K-空间(100)被划分成在k-空间中心设置的中心区(102)和距该k-空间中心具有增加的距离并包括距k-空间中心具有最大的距离的最外包围区(106)的一个或多个环形包围区(104，106)；

(ii)确定对磁性造影剂药丸成像的最佳时间；

(iii)大约在最佳时间上在中心区(102)中采集k-空间试样，以及

(iv)在中心区中采集了k-空间试样之后，在一个或多个环形包围区(104，106)中采集k-空间试样，至少在最外包围区(106)中的采集使用逐平面数据采集排序，在这个逐平面数据采集排序中，在采集属于其它的k-空间平面的最外包围区中的试样之前，采集在属于当前的k-空间平面的最外包围区中的所有k-空间试样以完成当前的k-空间平面；和

将完成的当前k-空间平面重构成重构的平面图像而不用等待完成其它的k-空间平面的重构处理器(62)。

19.如权利要求18所述的磁共振成像设备，其中在中心区(102)中的k-空间试样的采集包括：

使用除了逐面排序之外的排序采集在中心区(102)中的k-空间试样。

20.如权利要求18所述的磁共振成像设备，其中在中心区(102)中的k-空间试样的采集包括：

使用随机或伪随机排序采集在中心区(102)中的k-空间试样。

21.如权利要求20所述的磁共振成像设备，进一步包括：

一旦重构处理器(62)完成了对应于k-空间平面的重构就显示每个重构的平面图像而不用等待重构处理器重构其它的k-空间平面的显示装置(68)。

22.一种磁共振成像设备，包括：

提供用于将k-空间(100)划分为在k-空间中心上设置的中心区(102)和距k-空间中心具有增加的距离的一个或多个环形包围区(104，106)的装置，一个或多个环形包围区包括具有距k-空间中心最大距离的最外包围区(106)。

提供用于在k-空间(100)中采集k-空间试样的装置，首先采集在中心区(102)中的k-空间试样，最后采集在最外包围区(106)中的k-空间试样，至少在最外包围区中的k-空间试样使用逐行数据采集排序采集，在这个逐行数据采集排序中在最外包围区中采集的每行k-空间试样完成k-空间平面；和

提供用于将每个完成的k-空间平面重构成重构的图像平面而不用等待在最外包围区(106)中的所有k-空间试样都被采集的装置(62)。

23.如权利要求22所述的设备，其中采集装置包括：

(i)通过在第一初级坐标位置(cp)上在正方向上横穿次级坐标(cs)位置采集一行的k-空间试样的装置；

(ii)应用初级坐标(cp)磁场梯度以移动到第二初级坐标(cp)位置的装置；

(iii)通过在第二初级坐标(cp)位置上在负向方向上横穿次级坐标(cp)位置采集第二行的k-空间试样的装置；和

(iv)重复调用装置(i)，(ii)和(iii)以采集通过初级坐标(cp)索引的多个行的k-空间试样的装置。

24.如权利要求22所述的设备，其中采集装置至少在中心区(102)上使用除了逐行采集排序之外的排序进行采集，以及重构装置(62)包括：

将在除了逐行采集排序之外的排序采集的k-空间试样分类成逐行排序的装置。

25.如权利要求22所述的设备，其中重构装置(62)包括：

将来自中心区102和来自一个或多个环形包围区(104，106)的完成的k-空间平面的k-空间试样组织成逐行组织的k-空间平面数据组的装置(150)；

对在第一方向上的完成的k-空间平面的每个k-空间试样进行傅立叶变换以恢复在第一方向上的空间容量的装置(152)；和

在横切第一方向的第二方向上对逐行组织的k-空间平面数据组进行傅立叶变换以恢复在第二方向上的空间容量的装置(162)。

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