[发明专利]磁共振成像方法和系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及磁共振成像技术，特别涉及一种磁共振成像方法及系统。

【背景技术】

磁共振成像(MRI)具有良好的软组织分辨力、可多方位多参数进行成像、无X线辐射损害等众多优势，但受其成像技术的限制，MRI大部分成像方法需要较长的扫描时间，例如，获得一幅经典自旋回波图像所花的时间在15～30秒之间。较慢的成像速度使得MRI在动态成像中图像时间分辨率大大受到限制，同时会在图像中产生严重的运动伪影，降低图像质量，从而影响临床诊断，这就严重限制了MRI在心脏、冠状动脉等运动器官和神经功能影像等领域中的应用。因此，高分辨率动态磁共振成像具有重大和迫切的研究意义。

为了实现高分辨率动态磁共振成像，研究者们提出了大量的方法。这些方法大致可分为三类：快速扫描方法，并行成像方法和基于模型的成像方法。具体来说，(1)快速扫描成像，是利用快速序列来实现的，如回波平面成像序列(Echo Planar Imaging，EPI)就是通过一次射频激发即可采集整个K空间的数据，整个扫描过程可在20～100ms内完成，因此成像速度较高且在实际中得到广泛的应用。(2)并行成像方法，利用多通道的相控阵线圈空间信息取代梯度编码信息，多个接收线圈单元同时对K空间进行欠采样，结合线圈的空间灵敏度信息和欠采样数据重建出无混叠的磁共振图像，整个成像过程中每个线圈单元需要采集的k空间信号数量大大减少，成像扫描时间减少，时间空间分辨率得到提高。(3)基于模型的成像方法，利用成像过程中原始数据的冗余来进行稀疏采样，然后根据采集到的少量原始数据结合特定的重建方法来得到图像，常见的方法有Keyhole、k-t BLAST、k-t SENSE、k-t SPARSE、k-t FOCUSS、DIME及PSF。其中，基于部分可分离函数理论(Partially Separable Functions，PSF)的成像方法本身就是针对运动物体进行扫描成像，因此更适宜于动态成像。现有研究成果，已经证明PSF方法可以在心脏动态成像和灌注成像中提高图像的空间时间分辨率。

现有的基于部分可分离函数的成像方法，其理论基础在于：磁共振动态成像中图像数据是由部分可分离的时间基函数和相应的空间基函数组成。PSF方法的实现方案为：根据导航激励协议(Navigator Excitation Protocol)，该方法同时采集2个互补的数据集，一个为高空间分辨率、低时间分辨率的动态图像数据，另一个为高时间分辨率、低空间分辨率的导航数据。PSF方法按照特定规则把导航数据组合成导航数据矩阵，对该矩阵进行奇异值分解(Singular Value Decomposition，SVD)即可以得到时间基函数，然后利用得到的时间基函数和采集到的动态图像数据组成的超定矩阵方程，通过最小二乘法拟合得到空间基函数，然后由上述估算出的空间基函数和时间基函数对(k，t)空间进行插值，恢复出高时间分辨率和高空间分辨率的全部信号数据，最后对恢复出的信号数据进行傅里叶逆变换(Inverse Fourier Transform，IFT)得到高分辨的磁共振图像。在现有的PSF模型中，每一帧图像数据是按照全K空间采集的，由于需要采集多帧图像数据才能进行PSF重建，这样的话，整个过程的采集时间较长。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能够提高成像速度的磁共振成像方法。

一种磁共振成像方法，包括以下步骤：

对K空间进行稀疏采样，得到K空间的导航数据和动态图像数据，所述动态图像数据为在所述K空间采集的部分傅立叶动态图像数据；

对稀疏采样数据进行PSF重建，得到高时空高分辨率的部分K空间；

根据部分傅里叶方法补全所述部分K空间；

对所述补全的K空间进行傅里叶逆变换重建，得到磁共振图像。

进一步地，所述从K空间进行稀疏采样的步骤包括：

将不同采样时刻的所述导航数据之间进行共享，以使所述导航数据填满其采样时刻相应的所述K空间。

进一步地，所述稀疏采样采集的样本点满足：进行采样的每一条相位编码线的重复时间满足所述导航数据的时间奈奎斯特速率；相位编码方向采样间隔满足动态图像数据的空间奈奎斯特速率；从所述动态图像数据中获取的采样帧数在频率成分参数的经验值以上。

进一步地，所述对稀疏采样数据进行PSF重建，得到高时空分辨率的部分K空间步骤包括：

建立K空间的数学模型，所述数学模型包括时间基函数及频率成分参数；

由采集得到的所述导航数据抽取构成导航数据矩阵；