[发明专利]一种磁共振成像方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是三维磁共振成像方法和装置。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振现象的原理主要包括：包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴没有一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴；原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频(Radio Frequency，RF)脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发的原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，该原子核就具有了横向磁化分量。

停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。

针对三维磁共振成像扫描方法，现有技术在两个编码方向上进行并行编码(即，二维并行成像)。因此，可以利用两个编码方向上的敏感性变化进行图像重建，例如2D SENSE欠采样方法和2D GRAPPA欠采样方法。事实证明上述两种欠采样方法可以显著提高重建图像质量并且加快重建图像速度。但是，上述两种欠采样方法需要在两个编码方向上具备充足的敏感性变化从而成功重建图像，并且，因此上述两种欠采样方法也就严重地依赖于线圈的排布。此外，标准2D SENSE欠采样方法和2D GRAPPA欠采样方法采用矩形欠采样模型，而矩形欠采样模型在各个方向以简单的整数个减少采样的方式进行。

具体而言，图1A是根据现有技术的K空间数据的二维SENSE欠采样方法的模型示意图；图1B是根据图1A的欠采样模型的重建图像。图2A是根据现有技术的K空间数据的二维GRAPPA欠采样方法的模型示意图；图2B是根据图2A的欠采样模型的重建图像。如图1A所示，根据现有技术的K空间数据的二维SENSE欠采样方法是K空间数据在Ky方向欠采样，即在Ky方向上间隔一个数据读取一个数据(圆点为读取的数据)，如图1B所示，以如图1A所示的模型进行欠采样(即，在Ky方向上进行欠采样)会导致出现在Ky方向上出像伪影；同理，如图2A所示，根据现有技术的K空间数据的二维GRAPPA欠采样方法是K空间数据在Kz方向欠采样，即在Kz方向上间隔一个数据读取一个数据(圆点为读取的数据)，如图2B所示，以如图2A所示的模型进行欠采样(即，在Kz方向上进行欠采样)会导致出现在Kz方向上出像伪影。

综上所述，根据现有技术在三维快速自旋回波序列中，采用标准2D SENSE欠采样方法和2D GRAPPA欠采样方法进行图像重建会造成伪影。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三维磁共振成像方法，包括如下步骤：进行一三维磁共振扫描序列并采集多个K空间数据；在所述K空间数据上采用一二维CAIPIRINHA欠采样方法提取多个采样数据；利用所述采样数据重建一磁共振图像。

优选地，所述三维磁共振扫描序列包括一三维时间飞跃扰相稳态梯度回波扫描序列或一三维快速自旋回波扫描序列。

优选地，所述提取多个采样数据包括：根据所述二维CAIPIRINHA欠采样方法在相位编码方向上的加速因子，将K空间数据重组为多个基本并行重建数据提取单元，其中各个所述基本并行重建数据提取单元分别包括一个所述采样数据；按照预定顺序提取多个所述基本并行重建数据提取单元。

优选地，所述相位编码方向包括一第一相位编码方向和一第二相位编码方向，所述基本并行重建数据提取单元是包括所述第一相位编码方向上的加速因子个K空间数据×所述第二相位编码方向上的加速因子个K空间数据的矩阵。

本发明提供一种三维磁共振成像装置，包括如下部件：一扫描及采集设备，用于进行一三维磁共振扫描序列并采集多个K空间数据；一欠采样及提取设备，用于在所述K空间数据上采用一二维CAIPIRINHA欠采样方法提取多个采样数据；一图像重建设备，用于利用所述采样数据重建一磁共振图像。

优选地，所述三维磁共振扫描序列包括一三维时间飞跃扰相稳态梯度回波扫描序列或一三维快速自旋回波扫描序列。