磁共振掃描和圖像重建方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種磁共振掃描和圖像重建方法及其裝置，包括以下步驟：使病人保持靜止，全采集K空間每一層面的一個區域的數據作為全采集區域數據；使病人自由呼吸，采集若干層面的自由采集K空間數據；將各層面自由采集K空間數據相加作為K0空間數據，將K0空間數據作為迭代計算的初始數據；通過迭代計算從所述K0空間數據中分離出各個層面對應的相位編碼線數據，獲得最終的各層面的K空間數據；將所述各層面的K空間數據進行變換，得到各層面的磁共振圖像。通過本發明提出的方法，可以校正層面間的運動對磁共振成像造成的干擾，從而提高磁共振成像質量。
【專利說明】磁共振掃描和圖像重建方法及裝置
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及磁共振成像(MRI,Magnetic Resonance Imaging)【技術領域】,尤其涉及一種磁共振掃描和圖像重建方法及裝置。
【【背景技術】】
[0002]在磁共振成像技術中，磁共振信號空間稱為K空間，即為傅里葉變換空間，將磁共振掃描采集獲得的磁共振信號填入到K空間中，將K空間數據經傅里葉逆變換再取模，即可得到磁共振圖像。
[0003]K空間包括三個維度:頻率編碼方向、相位編碼方向和層面方向。在K空間中，頻率編碼方向和相位編碼方向組成的平面被稱為層面；層面內沿頻率編碼方向的線被稱為相位編碼線。
[0004]在進行磁共振掃描時，發射一組脈沖序列，可以激發成像組織內的氫核產生磁共振現象并對其進行定位(編碼)，一組脈沖序列產生一個回波信號(磁共振信號)并將其填入到K空間相應位置的相位編碼線中，也就是說，發射一組脈沖序列可以獲得K空間中一條相位編碼線數據。從開始發射一組脈沖序列至開始發射下一組脈沖序列的時間間隔被稱為重復時間(TR)，在現有技術中，一個完整的掃描過程需要的時間為TR*n*s，其中，η為總的層面數，s為層面內相位編碼線的總條數。
[0005]運動干擾一直以來是制約磁共振成像質量的一個棘手問題，但是在磁共振掃描過程中，某些部位由于生理原因，無法保持長時間靜止，例如腹部掃描。
[0006]現有的一種方法是希望病人在整個磁共振掃描過程(即前文提到的TR*n*m時間內)中都保持屏氣，但是對于病情嚴重的病人，屏氣是很困難的；并且某些情況下掃描時間超過了人體能夠保持屏氣的極限，因此這種方法的使用有較大限制。
[0007]當前另有一些圖像重建的方法，可以在一定程度上緩解層面內的運動對成像造成的干擾，但是這些方法都是針對層面內的，對于有些部位的掃描，特別是腹部掃描，干擾成像的主要因素是非層面內的運動(即層面間的運動)，這些方法無能為力。
[0008]因此，需要提出一種新的磁共振掃描和圖像重建方法及其裝置，可以校正層面間的運動對磁共振成像造成的干擾，從而提高磁共振成像質量。
【
【發明內容】
】
[0009]本發明解決的是現有的磁共振掃描和圖像重建方法無法緩解或排除層面間的運動對成像造成干擾的問題。
[0010]為了解決上述問題，本發明提出一種磁共振掃描和圖像重建方法，包括以下步驟:
[0011]I)使病人保持靜止，全采集K空間每一層面的一個區域的數據作為全采集區域數據。
[0012]2)使病人自由呼吸，采集若干層面的自由采集K空間數據，所述自由采集K空間數據包括若干自由采集相位編碼線數據。
[0013]3)將步驟2)中采集的各層面自由采集K空間數據相加作為KO空間數據。
[0014]4)將所述步驟I)中采集的全采集區域數據作為該層的初始校準數據，將所述步驟3)中獲得的KO空間數據作為各層的初始K空間數據。
[0015]5)利用所述初始校準數據以及初始K空間數據，通過迭代計算獲得最終的各層面的K空間數據。
[0016]6)將所述最終的各層面的K空間數據進行變換，得到各層面的磁共振圖像。
[0017]可選地，所述步驟5)具體包括以下步驟:
[0018]51)根據所述校準數據計算出各層面的合并系數，根據所述合并系數計算出各層面的K’空間數據，以各層面的K’空間中的相位編碼線數據為參考，從所述步驟2)中獲得的自由采集K空間數據中找到與每一層面相匹配的自由采集相位編碼線數據，將與該層面匹配的相位編碼線數據組成該層面的K_temp空間；
[0019]52)判斷是否停止迭代計算，若是，則執行所述步驟6)，若否，則執行步驟53)；
[0020]53)利用所述心仏!^空間數據，計算出新的合并系數以及K空間數據，將新的合并系數和K空間數據用于下一次的迭代計算，執行步驟51)。
[0021]可選地，步驟51)中，所述以其中的相位編碼線數據為參考，從所述步驟2)中獲得的自由采集K空間數據中找到與每一層面相匹配的自由采集相位編碼線數據，具體可通過以下方法實現:
[0022]固定每一層面的K’空間數據，對于K’空間中的一條K’空間相位編碼線，從自由采集K空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與其最接近的自由采集相位編碼線數據，則所述與其最接近的自由采集相位編碼線數據與所述該條K’空間相位編碼線所在的層面相匹配。
[0023]可選地，步驟51)中，所述以其中的相位編碼線數據為參考，從所述步驟2)中獲得的自由采集K空間數據中找到與每一層面相匹配的自由采集相位編碼線數據，具體可通過以下方法實現:
[0024]固定每一層面的自由采集K空間數據，對于自由采集K空間中的一條自由采集相位編碼線，從K’空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與其最接近的K’空間相位編碼線數據，則所述該條自由采集K空間相位編碼線數據與與其最接近的K’空間相位編碼線所在的層面相匹配。
[0025]可選地，所述最接近具體為兩者之間的標準差最小或相似度最大。
[0026]可選地，所述步驟52)中判斷是否停止迭代計算具體可通過如下方式實現:
[0027]預設迭代次數，當達到迭代次數時，則停止掃描。
[0028]可選地，所述步驟52)中判斷是否停止迭代計算具體可通過如下方式實現:
[0029]預設兩次迭代的K空間數據的差值的閾值，當該次迭代獲得的K空間數據和上一次迭代獲得的K空間數據的差值小于所述閾值，則停止迭代。
[0030]可選地，所述步驟53)中計算出新的合并系數的方法具體為:
[0031]搜索全采集區域臨近位置處的K空間相位編碼線，尋找與K’空間相位編碼線數據的相似度優于閾值的K空間相位編碼線數據加入原來的校準數據作為新的校準數據，根據所述新的校準數據計算新的合并系數。
[0032]可選地，所述步驟53)中計算出新的K空間數據的方法具體為:
[0033]尋找與K空間相位編碼線數據的相似度優于閾值的K_temp空間相位編碼線數據替代原來K空間相應位置的相位編碼線數據作為新的K空間數據。
[0034]可選地，所述步驟I)中，采集每一層面K空間的中間區域數據作為全采集區域。
[0035]可選地，所述步驟2)中，實際采集的自由采集K空間數據的層面數大于該掃描區域內預設的層面數。
[0036]本發明還提出一種磁共振掃描和圖像重建裝置，包括:
[0037]采集單元，用于采集全采集區域數據以及自由采集K空間數據；
[0038]初始值計算單元，與所述采集單元相連，用于獲得迭代計算的初始值；
[0039]迭代計算單元，與所述初始值計算單元相連，用于迭代計算獲得最終的各層面的K空間數據；
[0040]轉換單元，與所述迭代計算單元相連，用于將所述最終的各層面的K空間數據進行變換，得到各層面的磁共振圖像。
[0041]本發明對比現有技術有如下的有益效果:通過迭代計算可以從自由采集(可以呼吸)獲得的自由采集相位編碼線混疊而成的KO空間數據中分離出各個層面對應的相位編碼線數據，獲得一個最終的各層面的K空間數據，并將其重建成各層面的磁共振圖像，從而校正層面間的運動對磁共振成像造成的干擾，提高磁共振成像質量。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0042]圖1是本發明的磁共振掃描和圖像重建方法的流程圖；
[0043]圖2是本發明的磁共振掃描和圖像重建方法中迭代過程的示意圖；
[0044]圖3是本發明的磁共振掃描和圖像重建裝置的示意圖；
[0045]圖4是本發明的可行性實驗的示意圖；
[0046]圖5是可行性實驗中通過本發明的方法分離得到的正確的相位編碼線的個數與迭代次數的關系。
【【具體實施方式】】
[0047]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0048]圖1是本發明的磁共振掃描和圖像重建方法的一個實施例的流程圖，如圖1所示，本實施例的磁共振掃描和圖像重建方法包括以下步驟:
[0049]執行步驟SOl，使病人保持靜止，全采集K空間每一層面的一個區域的數據作為全采集區域數據。
[0050]優選的，對每一層面K空間的中間區域進行全采集，使K空間的中間區域為全采集區域。
[0051]執行步驟SOl的過程被稱為屏氣采集(掃描)階段，在此階段的掃描過程中，由于只需要全采集層面內的幾條相位編碼線(一般情況下，需要采集的條數遠小于層面內總的相位編碼線的條數)，掃描的時間很短，病人只要在這很短的時間內保持屏氣即可；或者可以采用某種快速序列，例如fse序列進行掃描，這些快速序列的重復時間(TR)極短，使用這些快速序列可以在極短的時間內采集獲得需要的全采集區域數據，在這段極短的時間內，病人的運動可忽略不計。總之，在屏氣采集階段，采集獲得的全采集區域數據可以視為不受到運動干擾。
[0052]執行步驟S02，使病人自由呼吸，采集若干層面的自由采集K空間數據，所述自由采集K空間數據包括若干自由采集相位編碼線數據。
[0053]將所述自由采集相位編碼線數據記為Dmj，其中，m為自由采集的層面標號，I ^m^N,N為在步驟S02中實際采集的層面數；
[0054]優選地，Ν^η, η為該掃描區域內預設的層面數(即進行磁共振掃描的區域內實際包含的層面數)，也就是說在執行步驟S02的掃描過程中，最好能實際采集多于掃描區域內預設的層面數的自由采集K空間數據，這樣就可以有更多的數據為后續計算過程中選擇使用，以提高準確度為相位編碼線的編號，代表第j條相位編碼線；Dmj代表在步驟S02的自由采集過程中，被標記為第m個層面中第j條自由采集相位編碼線數據。
[0055]需要注意的是，采集的這條自由采集相位編碼線數據雖然被標記為第m個層面中第j條自由采集相位編碼線，但是由于在步驟S02中病人不需要保持靜止，所以該條自由采集相位編碼線數據并不一定實際是第m個層面中第j條相位編碼線數據。例如，由于病人的呼吸產生的移動，在采集該條自由采集相位編碼線數據時，第m-Ι個層面移動到原本第m個層面的位置，那么采集的這條被標記為Dmj的自由采集相位編碼線數據實際上是第m-1個層面中第j條相位編碼線數據。本發明的一個重要構思就是:通過下文所述的計算過程(步驟S03?S05)，將本步驟中獲得的自由采集相位編碼線數據進行分離，使其置于正確的層面上(即將初始標記為Dmj的自由采集相位編碼線數據置于第m-Ι個層面中第j條相位編碼線的位置上)，再重建成磁共振圖像，從而校正層面間的運動對磁共振成像造成的干擾。
[0056]執行步驟S02的過程被稱為自由采集(掃描)階段，在此階段的掃描過程中，病人可以自由呼吸。
[0057]執行步驟S03，將步驟S02中采集的各層面自由采集K空間數據相加作為KO空間數據。
[0058]具體地是將自由采集K空間中相位編碼的編號相同的自由采集相位編碼數據全部相加作為KO空間中相應相位編碼位置的數據。
[0059]執行步驟S04，將所述步驟SOl中采集的全采集區域數據作為該層的初始校準數據，將所述步驟S03中獲得的KO空間數據作為各層的初始K空間數據。
[0060]將所述校準數據記為Ai，其中，i為層面編號，Ai代表第i個層面的校準數據。
[0061]在初始時刻，所述校準數據Ai為步驟SOl中采集的各層面的全采集區域數據。
[0062]利用所述校準數據，可以計算獲得各層面的合并系數Ci。
[0063]具體地，所述合并系數可通過如下公式獲得:
[0064]X = CiAi (I)
[0065]其中，X為校準數據中的一條相位編碼線數據，Ai為第i個層面的校準數據，Ci為第i個層面的合并系數。
[0066]即合并系數Ci為該層面內通過全部校準數據對其中一條相位編碼線數據進行擬合計算獲得的系數的集合。
[0067]在初始時刻，將各層面的K空間數據Ki都設定為K0，其中i為層面編號，Ki代表第i個層面的K空間數據。
[0068]關于具體是如何計算獲得合并系數Ci的，在后文中會做詳細說明。
[0069]執行步驟S05，利用所述初始校準數據以及初始K空間數據，通過迭代計算獲得最終的K空間數據。
[0070]具體可通過如下的子步驟實現:
[0071]執行步驟S051，根據所述校準數據計算出合并系數，根據所述合并系數算出K’空間數據，以其中的相位編碼線數據為參考，從所述步驟2)中獲得的自由采集K空間數據中找到與每一層面相匹配的自由采集相位編碼線數據，將所述匹配的相位編碼線數據組成該層面的K_temp空間。
[0072]如前所述，在迭代的初始時刻，所述校準數據Ai為步驟SOl中采集的各層面的全采集區域數據；將各層面的K空間數據Ki都為K0，其中i為層面編號。
[0073]下面對計算合并系數以及利用合并系數計算獲得新的K’空間數據的原理和過程做具體說明:
[0074]圖2是本發明的磁共振掃描和圖像重建方法的迭代過程的示意圖，如圖2所示，以一個層面為例進行說明。
[0075]000表示的是K空間中的一個層面Ki的數據，其中i為層面編號，001表示K’空間中的一個層面Ki’的數據；在燈空間中，101，102，103三條相位編碼數據是該次迭代計算的校準數據(初始時刻，校準數據設為屏氣采集的全采集區域)，根據該層面的校準數據，可以計算得出該層面的合并系數Ci，具體地，該層面的合并系數Ci可以視為通過相位編碼線數據101和102進行擬合計算得到相位編碼線數據103的關系式，即圖中箭頭104，105所指的關系。
[0076]利用前面計算獲得的合并系數Ci，可以通過Ki空間數據計算獲得Ki’空間數據。如前文所述，合并系數Ci可以視為通過相位編碼線數據101和102進行擬合計算得到相位編碼線數據103的關系式，現在合并系數Ci已知，Ki空間中的相位編碼線數據201、202也已知，通過同樣的擬合計算關系，可以根據合并系數Ci以及Ki空間中已知的相位編碼線數據201、202得到Ki’空間中的相位編碼線數據203 ;同樣地，可以根據Ki空間中的已知的相位編碼線數據301、302以及合并系數Ci得到Ki’空間中的相位編碼線數據303。通過上述方法可以計算獲得Ki’空間中的每一條相位編碼線數據，從而得到Ki’空間數據。
[0077]所述從自由采集階段采集的K空間數據中找到與該層面匹配的相位編碼線數據Dmj具體可以由以下兩種方法之一或者其結合實現:
[0078]方法W11，固定每一層面的K’空間數據，對于K’空間中的一條K’空間相位編碼線Ki j ’，從自由采集K空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線D1J?DNj中找出一條與其最接近的自由采集相位編碼線數據Dmj，則所述與其最接近的自由采集相位編碼線數據Dmj與所述該條K’空間相位編碼線Ki j’所在的層面(第i個層面)相匹配。
[0079]將所述與該層面匹配的相位編碼線數據組成該層面的K_temp空間，例如，自由采集K空間中相位編碼線數據Dmj與第i個層面相匹配，則將其填入第i個層面的K_temp空間中。
[0080]方法W12，固定每一層面的自由采集K空間數據，對于自由采集K空間中的一條自由采集相位編碼線Dmj，從K’空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線K1Y?KNj’中找出一條與其最接近的K’空間相位編碼線數據Ki j’，則所述該條自由采集K空間相位編碼線數據Dmj與與其最接近的K’空間相位編碼線Ki j’所在的層面(第i個層面)相匹配。
[0081]在具體實施中，可以通過但不限于上述方法(Wll，W12)之一或其結合尋找與各個層面匹配的相位編碼線，本發明對此不作限制。
[0082]在步驟S051中提到的“最接近”具體可以為兩者之間的標準差最小，或者兩者之間的相似度(correlat1n)最大。
[0083]具體地，所述兩者之間的標準差最小，可通過如下公式獲得:
[0084]mi η Σ3 Σ^(χ”—y『)2⑵
[0085]其中,yf為自由采集相位編碼線數據，Xij為K’空間相位編碼線數據，i為讀出方向的序號，j為通道序號，RO為讀出方向數據點的個數，CH為總的通道數，m為自由采集相位編碼線的層面序號，滿足如上公式尋找最接近的自由采集相位編碼線數據或最接近的K’空間相位編碼線數據。
[0086]所述兩者之間的相似度最大，可通過如下公式獲得:
Iffi 1,? Xjjylj1m
Γηποτ? ΙΤ?ΒΧ~ρj--C3 /
IyRO γ€ΗyRO yCH fvm \

^jZi=I 2,j=iVxijj ^L\=iLj=i\yi] J
[0088]其中，yf1為自由采集相位編碼線數據，Xij為K’空間相位編碼線數據，i為讀出方向的序號，j為通道序號，RO為讀出方向數據點的個數，CH為總的通道數，m為自由采集相位編碼線的層面序號，滿足如上公式尋找最接近的自由采集相位編碼線數據或最接近的K’空間相位編碼線數據。
[0089]執行步驟S052，判斷是否終止迭代計算，若是，則執行步驟S06 ;若否，則執行步驟S053。
[0090]判斷是否終止迭代計算的方法可以有以下兩種:
[0091]方法W21，預設迭代次數，當達到迭代次數時，則停止迭代；
[0092]方法W22，預設閾值，當該次迭代獲得的K空間的所有數據數據和上一次迭代獲得的K空間相同位置的數據的差值的絕對值的和小于所述閾值，則停止迭代。
[0093]具體地，所述閾值可以為第一次迭代獲得的K空間的所有數據和KO空間相同位置的數據的差值的絕對值之和的50%。
[0094]在具體實施中，可以通過但不限于上述方法(W21，W22)之一或者其中幾種的結合判斷是否終止迭代計算，本發明對此不作限制。
[0095]執行步驟S053，利用所述心仏!!!？空間數據，計算出新的合并系數以及K空間數據，將新的合并系數和K空間數據用于下一次的迭代計算，回到步驟51)。
[0096]對于各層面合并系數Ci的更新，具體可通過如下方式獲得:利用某種衡量標準，如標準差或者相似度(correlat1n)，預先設定某個閾值，搜索全采集區域臨近位置處的K空間相位編碼線(例如搜索全采集區域左右各8條相位編碼先數據)，尋找與K’空間相位編碼線數據Ki j’的相似度優于閾值的K空間相位編碼線數據Kij加入原來的校準數據Ai作為新的校準數據，根據所述新的校準數據計算新的合并系數Ci。
[0097]對于K空間數據Ki的更新，具體可通過如下方式獲得:尋找與K空間相位編碼線數據Kij的相似度優于閾值的K_temp空間相位編碼線數據替代原來K空間相應位置的相位編碼線數據作為新的K空間數據。
[0098]執行步驟S06，將通過迭代計算最終得到的K空間數據進行變換，得到磁共振圖像。
[0099]具體地，可以將所述K空間數據各層面的數據Ki進行從K空間域轉換至圖像域的傅里葉逆變換，得到各層面的磁共振圖像。
[0100]圖3是本發明的磁共振掃描和圖像重建裝置的示意圖，如圖3所示，所述磁共振掃描和圖像重建裝置400包括:
[0101]采集單元401，用于采集全采集區域數據以及自由采集K空間數據；
[0102]初始值計算單元402，與所述采集單元相連401，用于獲得迭代計算的初始值；
[0103]迭代計算單元403，與所述初始值計算單元相連402，用于迭代計算獲得最終的各層面的K空間數據；
[0104]轉換單元404，與所述迭代計算單元405相連，用于將所述最終的各層面的K空間數據進行變換，得到各層面的磁共振圖像。
[0105]為了說明本發明提出的磁共振掃描和圖像重建方法的可行性，進行了如下的實驗。
[0106]圖4是本發明的可行性實驗的示意圖，其中，圖4(d)和圖4(e)為現有技術中保持病人嚴格屏氣標準采集獲得的數據直接重建而成的圖像，在本實驗中共采集兩個層面的數據重建成兩個層面的圖像，分別為SI和S2，圖4(d)層面SI的圖像，圖4(e)為層面S2的圖像。
[0107]將標準采集獲得的兩個層面的數據通過步驟S03的方法進行混疊，混疊后的數據為KO空間數據，將KO空間數據的數據進行轉換重建出的圖像如圖4(a)所示，此時已經無法區分采集獲得的所有相位編碼數據線屬于哪一個層面，通過本發明提出的迭代計算方法從混疊后獲得的KO分離出SI和S2層面的相位編碼線，即將所述相位編碼線數據從混疊的數據中分離出來，并盡量使其處于正確的層面上，通過本發明的方法分離得到的兩個層面的圖像分別為圖4(b)和圖4(c)。如圖4所示，經過本發明的方法獲得的圖像與病人在整個掃描過程中保持嚴格屏氣獲得的圖像幾乎無差別
[0108]圖5是本實驗中分離得到的正確的相位編碼線的個數與迭代次數的關系，將嚴格屏氣標準采集的K空間數據中的相位編碼線所在的層面視為正確的，將混疊后再分離獲得的各層面的相位編碼線數據與其相比，得到相位編碼線經過分離是否處于正確的層面上。
[0109]如圖5所示，在該次實驗中，一個層面內相位編碼線的條數總共為448條；進行5次迭代計算后，有440條相位編碼線處于正確的層面上，8條相位編碼線分離錯誤，處于錯誤的層面上；進行10次迭代計算后，有442條相位編碼線處于正確的層面上，6條相位編碼線分離錯誤。
[0110]圖5表明經過了數次迭代后，大多數相位編碼線數據置于正確的層面上，從而能夠排除層面間的運動對磁共振成像造成的干擾，并且迭代次數與正確的相位編碼線條數正向相關，因此能夠將迭代次數作為判斷是否終止迭代的依據。
[0111]上述實驗表明，使用本發明的方法，可以將自由采集(掃描過程中可以自由呼吸)獲得的大多數相位編碼線數據通過迭代計算分離將其置于正確的層面上，從而排除層面間的運動對磁共振成像造成的干擾；在本方法的掃描過程中，病人在自由采集階段不需要保持屏氣，并且經過本發明的方法獲得的圖像與病人在整個掃描過程中保持屏氣獲得的圖像幾乎無差別，從而可以在不降低磁共振成像質量的同時提高病人在掃描過程中的舒適度。
[0112]本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)使病人保持靜止，全采集K空間每一層面的一個區域的數據作為全采集區域數據。 2)使病人自由呼吸,采集若干層面的自由采集K空間數據，所述自由采集K空間數據包括若干自由采集相位編碼線數據。 3)將步驟2)中采集的各層面自由采集K空間數據相加作為KO空間數據。 4)將所述步驟I)中采集的全采集區域數據作為該層的初始校準數據，將所述步驟3)中獲得的KO空間數據作為各層的初始K空間數據。 5)利用所述初始校準數據以及初始K空間數據，通過迭代計算獲得最終的各層面的K空間數據。 6)將所述最終的各層面的K空間數據進行變換，得到各層面的磁共振圖像。
2.如權利要求1所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述步驟5)具體包括以下步驟: 51)根據所述校準數據計算出各層面的合并系數，根據所述合并系數計算出各層面的K’空間數據，以各層面的K’空間中的相位編碼線數據為參考，從所述步驟2)中獲得的自由采集K空間數據中找到與每一層面相匹配的自由采集相位編碼線數據，將與該層面匹配的相位編碼線數據組成該層面的K_temp空間； 52)判斷是否停止迭代計算，若是，則執行所述步驟6)，若否，則執行步驟53)； 53)利用所述心仏!!!？空間數據，計算出新的合并系數以及K空間數據，將新的合并系數和K空間數據用于下一次的迭代計算，執行步驟51)。
3.如權利要求2所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述合并系數可通過如下公式獲得:
X = CiAi 其中，X為校準數據中的一條相位編碼線數據，Ai為第i個層面的校準數據，Ci為第i個層面的合并系數。
4.如權利要求2所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，步驟51)中，所述以其中的相位編碼線數據為參考，從所述步驟2)中獲得的自由采集K空間數據中找到與每一層面相匹配的自由采集相位編碼線數據，具體可通過如下方法實現: 固定每一層面的K’空間數據，對于K’空間中的一條K’空間相位編碼線，從自由采集K空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與該條K’空間相位編碼線數據最接近的自由采集相位編碼線數據，則所述最接近的自由采集相位編碼線數據與所述該條K’空間相位編碼線所在的層面相匹配。
5.如權利要求2所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，步驟51)中，所述以其中的相位編碼線數據為參考，從所述步驟2)中獲得的自由采集K空間數據中找到與每一層面相匹配的自由采集相位編碼線數據，具體可通過以下方法實現: 固定每一層面的自由采集K空間數據，對于自由采集K空間中的一條自由采集相位編碼線，從K’空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與該條自由采集相位編碼線最接近的K’空間相位編碼線數據，則所述該條自由采集K空間相位編碼線數據與與其最接近的K’空間相位編碼線所在的層面相匹配。
6.如權利要求4或5所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述從自由采集K空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與該條K’空間相位編碼線數據最接近的自由采集相位編碼線數據或者所述從K’空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與該條自由采集K空間數據最接近的K’空間相位編碼線數據具體可通過如下公式獲得:
其中,yf為自由采集相位編碼線數據，Xij為K’空間相位編碼線數據，i為讀出方向的序號，j為通道序號，RO為讀出方向數據點的個數，CH為總的通道數，m為自由采集相位編碼線的層面序號，滿足如上公式尋找最接近的自由采集相位編碼線數據或最接近的K’空間相位編碼線數據。
7.如權利要求4或5所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述從自由采集K空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與該條K’空間相位編碼線數據最接近的自由采集相位編碼線數據或者所述從K’空間中與其相位編碼位置相同的若干條相位編碼線中找出一條與該條自由采集K空間數據最接近的K’空間相位編碼線數據具體可通過如下公式獲得:
其中y!；1力自由采集相位編碼線數據，Xij為K’空間相位編碼線數據，i為讀出方向的序號，j為通道序號，RO為讀出方向數據點的個數，CH為總的通道數，m為自由采集相位編碼線的層面序號，滿足如上公式尋找最接近的自由采集相位編碼線數據或最接近的K’空間相位編碼線數據。
8.如權利要求2所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述步驟52)中判斷是否停止迭代計算具體可通過如下方式實現:預設迭代次數，當達到迭代次數時，則停止迭代。
9.如權利要求2所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述步驟52)中判斷是否停止迭代計算具體可通過如下方式實現:預設閾值，當該次迭代獲得的K空間的所有數據和上一次迭代獲得的K空間相同位置的數據的差值的絕對值之和小于所述閾值，則停止迭代。
10.如權利要求9所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述閾值為第一次迭代獲得的K空間的所有數據和KO空間相同位置的數據的差值的絕對值之和的50%。
11.如權利要求2所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述步驟53)中計算出新的合并系數的方法具體為: 搜索全采集區域臨近位置處的K空間相位編碼線，尋找與K’空間相位編碼線數據的相似度優于閾值的K空間相位編碼線數據加入原來的校準數據作為新的校準數據，根據所述新的校準數據計算新的合并系數。
12.如權利要求2所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述步驟53)中計算出新的K空間數據的方法具體為: 尋找與K空間相位編碼線數據的相似度優于閾值的K_temp空間相位編碼線數據替代原來K空間相應位置的相位編碼線數據作為新的K空間數據。
13.如權利要求1所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述步驟I)中，全采集每一層面K空間的中間區域數據作為全采集區域。
14.如權利要求1所述的磁共振掃描和圖像重建方法，其特征在于，所述步驟2)中，實際采集的自由采集K空間數據的層面數大于該掃描區域內預設的層面數。
15.一種磁共振掃描和圖像重建裝置，其特征在于，包括: 采集單元，用于采集全采集區域數據以及自由采集K空間數據； 初始值計算單元，與所述采集單元相連，用于獲得迭代計算的初始值； 迭代計算單元，與所述初始值計算單元相連，用于迭代計算獲得最終的各層面的K空間數據； 轉換單元，與所述迭代計算單元相連，用于將所述最終的各層面的K空間數據進行變換，得到各層面的磁共振圖像。
【文檔編號】A61B5/055GK104181485SQ201310280196
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年7月4日 優先權日:2013年7月4日
【發明者】翟人寬 申請人:上海聯影醫療科技有限公司