专利名称：并行磁共振成像装置及其成像的方法
技术领域：
本发明涉及医疗技术，尤其涉及一种并行磁共振成像装置及其成像的方法。
背景技术：
MRI已经成为临床医学检查的重要手段之一，为临床医学提供了非常有价值的诊断信息。MRI技术与其它医学影像技术相比，具有无辐射�：Α⒍喾轿缓投嗖问上竦扔诺悖涠匀碜橹募觳榉浅Ｃ舾校唤瞿芄幌允救颂褰馄式峁沟男翁畔ⅲ一鼓芊从橙颂遄橹哪承┥砩畔�。但MRI的成像速度较慢，成像过程中被检者身体中的生理性运动都会使影像�：员榷仁д妫薹阈脑喽上�、脑功能成像、人体运动成像以及心脑血管等快速成像的要求,因此如何高分辨率的实现快速磁共振成像已经成为MRI技术发展和应用的关键。在最近三十多年的磁共振成像研究中，研究者提出了很多种快速成像方法。比如根据MRI原理来缩短采样时间的快速成像序列，如平面回波成像(EP1:Echo planarImaging),螺旋桨成像,快读的梯度回波以及快速的自旋回波序列等。然而大多数情况下，我们都是通过采集少量的数据并联合采用这些快速成像序列来缩短整体的采样时间，然后通过后续重建来得到完整的K空间数据。典型的有并行磁共振成像(Parallel MR1:pMRI)、压缩感知成像(Compressed Sensing :CS)等。并行成像又可以分为基于K空间处理的自校正并行获取(Generalized autocalibrating partially parallel acquisitio ns GRAPPA)算法以及基于图像域处理的敏感度编码(Sensitivity encoding Sense)成像根据帕普里斯广义采样理论，当我们对Sense算法中的灵敏度矩阵估计的较为准确时，在平行成像方法中，它较GRAPPA能获得更好的图像质量。然而灵敏度是通过一些低分辨图像或者是一些分离的预扫面来获得的，这样很难得到准确的灵敏度矩阵，因此很难重建出高质量的图像。Uecker等人提出对线圈灵敏度和图像进行联合估计的非线性迭代方法(Jointestimation of coil sensitivities and image by nonlinear iterative methods JSENSE)，该方法是获得高质量的Sense重建的一种有效方法，然而随着欠采因子的增加，重建图像的信噪比跟传统的Sense方法一样下降的很快。了解决这个问题，有研究者将一些先验信息作为约束项引入到了 PMRI中。CS是利用图像的稀疏性来提高MRI采集，目前已经将该方法与pMRI结合起来更快的加速MRI成像速度。我们把这种结合方法分为三大类一种是利用线圈灵敏度图作为先验信息的LI范数限制重建，例如sparseSENSE，在sparseSENSE中，线圈灵敏度值跟传统的的Sense重建一样，先把灵敏度矩阵利用欠采的数据或者是分离的预扫描数据得到，然后再结合CS稀疏约束来重建图像，然而，这种方法跟传统的Sense—样，在灵敏度估计的不准确的时候，仍然出现较大的伪影。第二种是在GRAPPA中加入CS稀疏约束，这种方法是利用先验采集数据得到一些权重值来估计未采数据，然而，在利用中间全采数据去估计边缘未采集数据，并不能很准确的估计出来。第三种如同sparseSENSE，只不过图像和灵敏度矩阵是同时重建出来的，根据先验约束的不同，该类又可以分为很多种方法，在重建公式中，有的是使用最终图像的稀疏性作为先验约束，有的是采用线圈灵敏度光滑性或者是稀疏性作为先验约束，但图像性噪比损失较大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种图像采集快且图像信噪比损失小的成像装置及其成像方法。本发明提供的一种并行磁共振成像装置，包括多个成像通道、采集�？�、初始化模块、运算模块以及重建�？�。其中采集�？橛糜诙愿鞲龀上裢ǖ览们凡煞绞礁萸凡梢蜃硬杉凡删卣驝li (i>0，为成像通道的编号)；初始化�？橛糜诨袢〕跏蓟枷窬卣驪以及所述成像通道的初始化灵敏度矩阵Si α > ο，为成像通道的编号)；运算�？橛糜诟菟銮凡删卣骴1、初始化图像矩阵P以及初始化灵敏度矩阵Si利用共轭梯度算法对约束函数进行优化迭代求解，得到重建图像矩阵P与灵敏度矩阵si;重建�？橛糜诟菟鲋亟ㄍ枷窬卣驪与所述灵敏度矩阵Si重建图像。本发明还提供一种并行磁共振成像装置的成像方法，所述并行磁共振成像装置包括多个成像通道，包括以下步骤对各个成像通道利用欠采方式根据欠采因子采集欠采矩阵Cli ;获取初始化图像矩阵P以及所述成像通道的初始化灵敏度矩阵Si ;根据所述欠采矩阵屯、初始化图像矩阵P以及初始化灵敏度矩阵Si利用共轭梯度算法对约束函数进行优化迭代求解，得到重建图像矩阵P与灵敏度矩阵Si ;根据所述重建图像矩阵P与灵敏度矩阵重建图像Si。本发明中的并行磁共振成像装置及其成像方法通过利用欠采方式采集欠采矩阵，并获取初始化图像矩阵P以及初始化灵敏度矩阵Si后利用共轭梯度算法对约束函数进行优化迭代求解，以实现对图像`的重建，有效的提高了成像速度，且信噪比损失小。
图1为本发明一实施方式中并行磁共振成像装置的模块图；图2为本发明一实施方式中利用图1所示的并行磁共振成像装置成像的方法的流程图；图3为原始图像；图4A为利用sparseSENSE对图3进行重建后的图像；图4B为利用本发明中的方法对图3进行重建后的图像。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。请参阅图1，图1所示为本发明一实施方式中并行磁共振成像装置10的�？橥�。
在本实施方式中，并行磁共振成像装置10包括采集�？�102、初始化�？�104、运算�？�106、重建�？�108、处理器110以及存储器112，设置�？�102、获取�？�104、判断�？�106以及拆分�？�108存储在存储器112中，处理器110用于执行存储器112中的各个�？�。在本实施方式中，并行磁共振成像装置10还包括多个成像通道(图未示)，其中，每一个成像通道由线圈组成。在本实施方式中，采集模块102用于对各个成像通道利用欠采方式根据欠采因子采集欠采矩阵di(i >0，为成像通道的编号)。在本实施方式中，各个通道采集出来的欠采矩阵di的大小是一样的，但是出来的欠采矩阵di中没采集的就全补为零。在本实施方式中，所述欠采方式是指对所述成像通道中中间部分全部采集，周围部分隔行采集或者两边随机欠采样或径向稀疏采样或螺旋稀疏采样。初始化�？�104用于获取初始化图像矩阵P以及所述成像通道的初始化灵敏度矩阵Si α > 0，为成像通道的编号)。在本实施方式中，所述初始化灵敏度矩阵S1、所述初始化图像矩阵P的数目与所述通道数相同。在本实施方式中，所述初始化图像矩阵P为值全为I的矩阵。在本实施方式中，初始化灵敏度矩阵Si为值全为O的矩阵。运算�？�106用于根据所述欠采矩阵φ、初始化图像矩阵P以及初始化灵敏度矩阵Si利用共轭梯度算法对约束函数进行优化迭代求解，得到重建图像矩阵P与灵敏度矩阵Si。在本实施方式中，所述运算�？�106利用共轭梯度算法的求解模型
权利要求
1.一种并行磁共振成像装置，包括多个成像通道，其特征在于，还包括 采集�？椋糜诙愿鞲龀上裢ǖ览们凡煞绞礁萸凡梢蜃硬杉凡删卣驝ii α > O，为成像通道的编号)； 初始化�？椋糜诨袢〕跏蓟枷窬卣驪以及所述成像通道的初始化灵敏度矩阵Siα
2.如权利要求1所述的并行磁共振成像装置，其特征在于，所述欠采方式是指对所述成像通道中中间部分全部采集，周围部分隔行采集或者两边随机欠采样或径向稀疏采样或螺旋稀疏采样。
3.如权利要求1所述的并行磁共振成像装置，其特征在于，所述初始化灵敏度矩阵S1、所述初始化图像矩阵P的数目与所述通道数相同。
4.如权利要求1所述的并行磁共振成像装置，其特征在于，所述初始化图像矩阵P为值全为I的矩阵。
5.如权利要求1所述的并行磁共振成像装置，其特征在于，初始化灵敏度矩阵Si为值全为O的矩阵。
6.如权利要求1所述的并行磁共振成像装置，其特征在于，所述运算�？槔霉查钐� / 度算法的求解 代求解，其中，
7.一种并行磁共振成像装置的成像方法，所述并行磁共振成像装置包括多个成像通道，包括 对各个成像通道利用欠采方式根据欠采因子采集欠采矩阵Cli ； 获取初始化图像矩阵P以及所述成像通道的初始化灵敏度矩阵Si ； 根据所述欠采矩阵d1、所述初始化图像矩阵P以及所述初始化灵敏度矩阵Si利用共轭梯度算法对约束函数进行优化迭代求解，得到重建图像矩阵P与灵敏度矩阵Si; 根据所述重建图像矩阵P与灵敏度矩阵重建图像Si。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述欠采方式是指对所述成像通道中中间部分全部采集，周围部分隔行采集或者两边随机欠采样或径向稀疏采样或螺旋稀疏采样。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述初始化灵敏度矩阵S1、所述初始化图像矩阵P的数目与所述通道数相同。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述初始化图像矩阵P为值全为I的矩阵。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，初始化灵敏度矩阵Si为值全为O的矩阵。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述运算�？槔霉查钐荻人惴ǖ那蠼饽Ｐ�
全文摘要
一种并行磁共振成像装置，包括多个成像通道、采集�？�、初始化�？�、运算模块以及重建模块。其中采集�？橛糜诙愿鞲龀上裢ǖ览们凡煞绞礁萸凡梢蜃硬杉凡删卣骴i(i＞0，为成像通道的编号)；初始化�？橛糜诨袢〕跏蓟枷窬卣螃岩约八龀上裢ǖ赖某跏蓟槊舳染卣髎i(i＞0，为成像通道的编号)；运算模块用于根据所述欠采矩阵di、初始化图像矩阵ρ以及初始化灵敏度矩阵si利用共轭梯度算法对约束函数进行优化迭代求解，得到重建图像矩阵ρ与灵敏度矩阵si；重建�？橛糜诟菟鲋亟ㄍ枷窬卣螃延胨隽槊舳染卣髎i重建图像。通过本发明并行磁共振成像装置对图像重建，有效的提高了成像速度，且信噪比损失小。
文档编号G01R33/56GK103033782SQ201210527699
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者史彩云, 谢国喜, 邱本胜, 刘新, 宋一彪 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
