[发明专利]使用空间自适应正则化以用于图像重建的MRI

说明书

一种磁共振(MR)成像系统可以包括至少一个控制器，所述至少一个控制器可以进行以下操作：采集感兴趣区域(ROI)的回波信息，所述回波信息可以包括适合于以选定的对比度重建第一图像的至少部分的第一图像信息；获得具有不同于所述选定的对比度的对比度一幅或多幅先前重建的图像的先前重建的图像信息；从所述先前重建的图像信息提取信息；基于所提取的信息来确定用于正则化的重建的空间自适应正则化权重；和/或根据所述空间自适应正则化权重和所述回波信息来重建所述第一图像信息。

相关申请的交叉引用

本专利申请根据35U.S.C.§119要求于2013年9月5日提交的美国临时专利申请号61/873949的优先权。籍此通过引用将该申请并入本文。

技术领域

本系统涉及用于使用空间自适应正则化技术来重建图像的医学成像系统，并且更具体地涉及正则化的平行成像系统，所述正则化的平行成像系统使用一幅或多幅重建的图像的结构信息和噪声分布信息来至少部分地采集另一图像。

背景技术

快速成像技术对于以低成本获得高质量图像而言是必要的。不幸的是，常规的快速成像技术可能不能获得用于重建图像的足够的细节。因此，利用具有不同对比度的图像间的可共享信息以用于快速成像(例如，R1-R3)一直受到关注。例如，一种常规方案(例如，R1)将可共享结构信息用于以极高的计算负担为代价而增强压缩感测，并且对扫描间运动敏感。另外，相关成像方法(例如，R2)讨论了使用共享的线圈灵敏度信息，并且不认为其在存在扫描间运动时起作用。不幸的是，快速成像技术通常提供可能不足以重建具有足够的图像特性(例如，清晰度、细节等)的图像的信息。其他的——例如在WO/2012/127341(也在本说明书最后被列为参考文献R12)中所描述的，通过引用将其内容并入本文——将不同对比度图像间的可共享感兴趣区域(ROI)或互信息用作正则化项中的约束。该方法也能够对大尺度的扫描间运动敏感。

发明内容

相比较已知的方法，本系统的实施例包括以下益处：1)除结构信息以外，也可以共享因部分采集造成的噪声分布；以及2)不将所共享的信息直接使用在正则化项中以强制相似性。相反，所共享的信息可以用于定义正则化项的空间自适应正则化参数。以此方式，所提出的重建方法可以对运动较不敏感。以下等式提供了范例并且可以由本系统的实施例使用。

以下等式(1)示出了常规的重建方法

等式(1)

其中，x为全部通道的所重建的k空间，k为部分采集的数据，D为用于数据下采样的算子，G为用于自洽平行成像重建(SPIRiT)的一般卷积算子，Ψ为小波变换并且▽为梯度算子。非负的正则化参数λ₀、λ₁和λ₂平衡这四个项。后两个项为稀疏约束；它们强制所重建的图像在这些变换域中的稀疏度。在等式(1)中，两个稀疏约束被用作范例。等式(1)示出了一种不使用任何可共享信息的常规方法。

在WO/2012/127341中描述的另一方法在正则化项中使用先验信息，如等式(2)中所示

等式(2)

其中，M为所共享的ROI信息。

以下等式(3)说明了根据本系统的实施例的重建方法。

等式(3)

其中，N由所共享的噪声分布决定。噪声分布信息能够通过人工地下采样所重建的先前图像，并然后利用人工下采样的数据再一次重建图像来计算。W_n和W_I为由所共享的结构信息定义的空间自适应权重。作为范例，权重W_n和W_I由逐点加权函数的集合定义。

等式(4)