一種磁共振并行成像方法及磁共振成像儀技術

本發明專利技術涉及磁共振成像技術領域，提供了一種磁共振并行成像方法，所述方法中對磁共振并行成像問題的求解包括三部分：傳統并行成像部分、低秩約束部分和稀疏約束部分。本發明專利技術還提供了一種磁共振成像儀，所述磁共振成像儀采用前述的磁共振并行成像方法進行成像。本發明專利技術提出的基于稀疏約束和低秩約束的磁共振并行成像方法，在傳統單一的磁共振并行成像方法基礎之上，同時利用目標信號的稀疏性和低秩性，進一步約束并行成像問題的解空間，減少采樣點的個數，在保證重建圖像質量的同時提高成像速度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及磁共振成像
，特別是涉及一種磁共振并行成像方法及磁共振成像儀。
技術介紹
快速磁共振成像方法大致可以分為三類快速掃描成像、并行成像 (parallelimaging)以及K空間稀疏采樣成像。其中，并行成像已廣泛應用于臨床磁共振成像中。并行成像方法通過多通道相控陣列線圈同時采集數據，利用接收線圈不同的敏感度將空間質子密度信息編碼到采樣數據中，以減少成像所需要的相位編碼個數， 加快成像速度。并行成像技術主要分為兩類一類是顯性運用線圈敏感度的方法，如 SENSE (Sensitivity Encoding for Fast MRI,敏感度編碼)等；一類是利用多通道K空間數據相關性的方法，如 GRAPPA(Generalizedautocalibrating partially parallel acquisitions,全局自動校準部分并行米集)、SPIRiT (Self-consistent parallel imaging reconstruction,白洽并行成像)等。第一類方法需要預先估計線圈敏感度函數, 這在某些具體應用場合是無法得到的。第二類方法假設多通道K空間數據之間是線性相關的，即任何一個K空間數據可以表示為其空間鄰域內所有通道上數據的線性組合。理論上而言，在各線圈敏感度充分線性不相關的情況下，通過適當的信號處理方法就能夠獲得目標圖像函數，且K空間欠采樣的倍數應該等于接收線圈的個數。然而，隨著接收線圈個數的增加，各線圈的敏感度將高度相關。并行成像系統的這種病態特性將會放大采樣數據中的噪聲。在各種成像應用中，一個32通道的接收線圈一般只能達到2 8倍的加速。此外，對線圈的敏感度估計和自校準線(auto-calibration signal (ACS) lines) 推導的權重適用于K空間所有數據的假設都是存在誤差的。由這些誤差產生的偽影會隨著欠采樣倍數的增加而增大。因此，單一的、傳統的磁共振并行成像方法實際加速效果比較有限，成像質量不高，其性能受感應線圈個數的限制。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的上述缺陷，提供一種磁共振并行成像方法及磁共振成像儀，利用低秩約束和稀疏約束與并行成像相結合，進一步約束并行成像問題的解空間，減少采樣點的個數，在保證重建圖像質量的同時提高成像速度。本專利技術采用如下技術方案一種磁共振并行成像方法，所述方法中對磁共振并行成像問題的求解包括三部分傳統并行成像部分、低秩約束部分和稀疏約束部分。優選地，所述傳統并行成像部分的函數為argmin|AX-bg，其中k為傳統并行成像X的矩陣運算，X為目標圖像，b為已采樣數據。優選地，所述低秩約束部分的函數為L(Rx)，其中L為強調低秩特性的函數，R為X 變換成具有低秩結構的運算符。優選地，所述稀疏約束部分的函數為S (Tx)，其中S為強調稀疏特性的函數，T為特定的稀疏變換。優選地，當采用顯性運用線圈敏感度的SENSE方法時，所述傳統并行成像部分的函數為權利要求1.一種磁共振并行成像方法，其特征在于，所述方法中對磁共振并行成像問題的求解包括三部分傳統并行成像部分、低秩約束部分和稀疏約束部分。2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述傳統并行成像部分的函數為3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述低秩約束部分的函數為L(Rx)，其中L為強調低秩特性的函數，R為χ變換成具有低秩結構的運算符。4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述稀疏約束部分的函數為S(Tx)，其中s為強調稀疏特性的函數，T為特定的稀疏變換。5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，當采用顯性運用線圈敏感度的SENSE方法時，所述傳統并行成像部分的函數為6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，當采用利用多通道K空間數據相關性的SPIRIT方法時，所述傳統并行成像部分的函數為7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述低秩約束部分的函數具體為L(x) = | χ I*,其中 I χ I* 為 Nuclear 范數。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，I|x| L= Σ Oi，其中Oi為矩陣X的奇異值。9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述稀疏約束部分的函數具體為S(X) = I X I P，其中 I |x| Ip= Σ (I xi |p)1/p,0〈, ( I。10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述稀疏約束部分的函數具體為11.一種磁共振成像儀，其特征在于，所述磁共振成像儀采用權利要求I I O任一項所述的磁共振并行成像方法進行成像。全文摘要本專利技術涉及磁共振成像
，提供了一種磁共振并行成像方法，所述方法中對磁共振并行成像問題的求解包括三部分傳統并行成像部分、低秩約束部分和稀疏約束部分。本專利技術還提供了一種磁共振成像儀，所述磁共振成像儀采用前述的磁共振并行成像方法進行成像。本專利技術提出的基于稀疏約束和低秩約束的磁共振并行成像方法，在傳統單一的磁共振并行成像方法基礎之上，同時利用目標信號的稀疏性和低秩性，進一步約束并行成像問題的解空間，減少采樣點的個數，在保證重建圖像質量的同時提高成像速度。文檔編號G01R33/561GK102937706SQ20121043044公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日專利技術者梁棟, 彭璽, 劉新, 鄭海榮 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁共振并行成像方法，其特征在于，所述方法中對磁共振并行成像問題的求解包括三部分：傳統并行成像部分、低秩約束部分和稀疏約束部分。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁棟，彭璽，劉新，鄭海榮，
申請(專利權)人：中國科學院深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：