[发明专利]磁共振扫描和图像重建方法及装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)技术领域，尤其涉及一种磁共振扫描和图像重建方法及装置。

【背景技术】

在磁共振成像技术中，磁共振信号空间称为K空间，即为傅里叶变换空间，将磁共振扫描采集获得的磁共振信号填入到K空间中，将K空间数据经傅里叶逆变换再取模，即可得到磁共振图像。

K空间包括三个维度：频率编码方向、相位编码方向和层面方向。在K空间中，频率编码方向和相位编码方向组成的平面被称为层面；层面内沿频率编码方向的线被称为相位编码线。

在进行磁共振扫描时，发射一组脉冲序列，可以激发成像组织内的氢核产生磁共振现象并对其进行定位(编码)，一组脉冲序列产生一个回波信号(磁共振信号)并将其填入到K空间相应位置的相位编码线中，也就是说，发射一组脉冲序列可以获得K空间中一条相位编码线数据。从开始发射一组脉冲序列至开始发射下一组脉冲序列的时间间隔被称为重复时间(TR)，在现有技术中，一个完整的扫描过程需要的时间为TR*n*s，其中，n为总的层面数，s为层面内相位编码线的总条数。

运动干扰一直以来是制约磁共振成像质量的一个棘手问题，但是在磁共振扫描过程中，某些部位由于生理原因，无法保持长时间静止，例如腹部扫描。

现有的一种方法是希望病人在整个磁共振扫描过程(即前文提到的TR*n*m时间内)中都保持屏气，但是对于病情严重的病人，屏气是很困难的；并且某些情况下扫描时间超过了人体能够保持屏气的极限，因此这种方法的使用有较大限制。

当前另有一些图像重建的方法，可以在一定程度上缓解层面内的运动对成像造成的干扰，但是这些方法都是针对层面内的，对于有些部位的扫描，特别是腹部扫描，干扰成像的主要因素是非层面内的运动(即层面间的运动)，这些方法无能为力。

因此，需要提出一种新的磁共振扫描和图像重建方法及其装置，可以校正层面间的运动对磁共振成像造成的干扰，从而提高磁共振成像质量。

【发明内容】

本发明解决的是现有的磁共振扫描和图像重建方法无法缓解或排除层面间的运动对成像造成干扰的问题。

为了解决上述问题，本发明提出一种磁共振扫描和图像重建方法，包括以下步骤：

1)使病人保持静止，全采集K空间每一层面的一个区域的数据作为全采集区域数据。

2)使病人自由呼吸，采集若干层面的自由采集K空间数据，所述自由采集K空间数据包括若干自由采集相位编码线数据。

3)将步骤2)中采集的各层面自由采集K空间数据相加作为K0空间数据。

4)将所述步骤1)中采集的全采集区域数据作为该层的初始校准数据，将所述步骤3)中获得的K0空间数据作为各层的初始K空间数据。

5)利用所述初始校准数据以及初始K空间数据，通过迭代计算获得最终的各层面的K空间数据。

6)将所述最终的各层面的K空间数据进行变换，得到各层面的磁共振图像。

可选地，所述步骤5)具体包括以下步骤：

51)根据所述校准数据计算出各层面的合并系数，根据所述合并系数计算出各层面的K’空间数据，以各层面的K’空间中的相位编码线数据为参考，从所述步骤2)中获得的自由采集K空间数据中找到与每一层面相匹配的自由采集相位编码线数据，将与该层面匹配的相位编码线数据组成该层面的K_temp空间；

52)判断是否停止迭代计算，若是，则执行所述步骤6)，若否，则执行步骤53)；

53)利用所述K_temp空间数据，计算出新的合并系数以及K空间数据，将新的合并系数和K空间数据用于下一次的迭代计算，执行步骤51)。

可选地，步骤51)中，所述以其中的相位编码线数据为参考，从所述步骤2)中获得的自由采集K空间数据中找到与每一层面相匹配的自由采集相位编码线数据，具体可通过以下方法实现：

固定每一层面的K’空间数据，对于K’空间中的一条K’空间相位编码线，从自由采集K空间中与其相位编码位置相同的若干条相位编码线中找出一条与其最接近的自由采集相位编码线数据，则所述与其最接近的自由采集相位编码线数据与所述该条K’空间相位编码线所在的层面相匹配。

可选地，步骤51)中，所述以其中的相位编码线数据为参考，从所述步骤2)中获得的自由采集K空间数据中找到与每一层面相匹配的自由采集相位编码线数据，具体可通过以下方法实现：