[发明专利]一种磁共振成像水脂分离方法

说明书

技术领域

本发明磁共振成像技术领域，特别是一种能够基于欠采样方式采集k空间原始数据的磁共振成像水脂分离方法。

背景技术

在磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)中，由于人体内脂肪组织中的氢质子和其它组织中的氢质子所处的分子环境不同，使得它们的共振频率不相同；当脂肪和其它组织的氢质子同时受到射频脉冲激励后，它们的弛豫时间也不一样。在不同的回波时间采集信号，脂肪组织和非脂肪组织表现出不同的相位以及信号强度。

狄克逊(Dixon)法是在磁共振成像中用以产生纯水质子图像的方法，其基本原理是分别采集水和脂肪质子的同相位(In Phase)和反相位(Out phase)两种回波信号，两种不同相位的信号通过运算，各产生一幅纯水质子的图像和纯脂肪质子的图像，从而在水质子图像上达到脂肪抑制的目的。

本领域具有多种与Dixon法相结合的k空间数据采集方法，例如：笛卡尔(Cartesian)轨迹采集，径向(radial)或螺旋(spiral)轨迹采集。其中，笛卡尔轨迹采集是指以笛卡尔轨迹来采集k空间数据，并利用快速傅立叶变换(FFT)来产生坐标空间的图像，然后根据所采集的图像来计算水和脂肪的图像。单点Dixon法、两点Dixon法、三点以及多点Dixon法简单且节省时间，但是对运动伪影非常敏感，并且自旋回波序列对运动伪影也非常敏感，所以基于笛卡尔轨迹采集的Dixon法所得到的图像中经常存在运动伪影。

在径向或螺旋轨迹采集方法中，k空间数据是以非笛卡尔轨迹来采集的，例如径向轨迹或者螺旋轨迹。基于该采集方法，可以在图像域和k空间进行相位校正和化学位移校正，以避免重建后的图像模糊。此类方法的优点是，运动在重建后的图像中引入了模糊而不是伪影，这对识别图像中物体的影响较小，但是采用径向或螺旋轨迹采集通常会增加重建图像的计算复杂度，耗费较多时间。

如上所述，笛卡尔轨迹采集方法简单且节省时间，但是对刚体运动及脉动等运动非常敏感。径向或螺旋轨迹采集方法会将运动伪影转化为重建后图像中的模糊，但是计算复杂并且耗时严重。总之，上述两类方法都不能消除刚体运动伪影。

在一篇与本申请同日递交的、申请人为西门子迈迪特(深圳)磁共振有限公司、发明人为翁得河的中国专利申请“一种实现水脂分离的磁共振成像方法”中，公开了一种磁共振成像方法，该方法利用刀锋伪影校正(BLADE)轨迹采集一幅同相位图像原始数据和两幅反相位图像原始数据，在重建反相位图像时利用同相位图像原始数据对所述反相位图像原始数据进行相位校正，从而在计算得到的水和脂肪的图像中消除了运动伪影。

然而，在利用常规BLADE轨迹采集时，先通过网格化重建方法重建一幅正相位图像和两幅反相位图像，然后进行水脂分离计算。然而，网格化重建方法需要足够的采样率(通常是100％采样率)来消除条状伪影，那么就需要较长的扫描时间来采集k空间原始数据，使得整个成像时间比较长，降低了磁共振成像设备的效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种磁共振成像水脂分离方法，用以降低磁共振成像的扫描时间，提高磁共振成像设备的效率。

因此，本发明提供了一种磁共振成像水脂分离方法，该方法包括：

磁共振成像设备采集同相位图像原始数据和反相位图像原始数据；

利用罚函数正则迭代重建方法，根据一系统矩阵和上述原始数据，重建同相位图像和反相位图像；

根据所述同相位图像和反相位图像计算水和脂肪的图像。

优选地，该方法采用欠采样方式采集原始数据。

在上述技术方案中，欠采样的螺旋轨迹、径向轨迹、笛卡尔轨迹、或BLADE轨迹采集原始数据。

优选地，该方法采集一幅同相位图像的原始数据和两幅反相位图像的原始数据，并重建一幅同相位图像和两幅反相位图像。

在上述技术方案中，该方法先采集两个反相位的回波，然后采集一个同相位的回波；或者，先采集一个同相位的回波，然后采集两个反相位的回波；或者，先采集一个反相位的回波，然后采集一个同相位的回波，再采集另一个反相位的回波。

该方法进一步包括：根据采集数据时所用的k空间轨迹生成所述系统矩阵。

该方法利用如下公式实现所述罚函数正则迭代重建方法，