磁共振成像系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种磁共振成像系统和方法。所述系统可以获取对应多个帧的多组欠采样K空间数据。每组所述欠采样K空间数据是通过采用MR扫描仪从所述多个帧的一帧中受试目标的多个片层位置同时获取得到。所述系统可以基于所述多个帧的多组欠采样K空间数据重建多个参考片层图像。每个参考片层图像可以代表所述多个帧中多于一帧的其中一个所述片层位置。所述系统还可以基于所述多组欠采样的K空间数据和所述多个参考片层图像来重建多个图像序列。每个所述图像序列可以对应于一个所述片层位置，并且包括所述多个帧中对应片层位置的多个片层图像。

【技术实现步骤摘要】
磁共振成像系统和方法相关申请本申请要求申请日为2019年10月21日，申请号为16/658,297的美国申请以及申请日为2020年03月18日，申请号为16/823,274的美国申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本专利技术涉及磁共振成像
，特别是涉及同时多层激发/采集(英文简称为SMS，英文全称为SimultaneousMulti-slice)磁共振成像系统和方法。
技术介绍
磁共振成像(英文简称为MRI，英文全称为MagneticResonanceImaging)是临床疾病诊断和/或治疗的重要工具。例如，磁共振成像已广泛应用于心脏病的评估诊断中。对扫描目标的常规影像的磁共振扫描，每次屏气只扫描一到两片，而一次完整的将心脏影像扫描需要多次屏气，这可能会延长扫描时间，并且扫描目标也会感到不适。此外，这对于一些反复屏气困难的扫描目标来说是一个挑战。SMS成像(中文为：同时多层激发/采集成像)技术和压缩感知(英文简称为CS，英文全称为CompressedSensing)技术是有望用于加速MR扫描的两种技术。SMS成像技术可以同时激发受试目标(如扫描目标)的多个片层位置。CS技术可以基于一小部分K空间数据实现精确重建，而不是基于整个K空间数据。因此，亟需提供一种系统和方法，通过结合SMS成像技术和CS技术来加速MR扫描，以省去重复屏气以及提高扫描效率。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种SMS磁共振系统。该系统可以包括至少一个存储设备，其存储一组指令；以及至少一个处理器，用于与所述至少一个存储设备通信。当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器可以用于指示所述系统执行以下操作：在多个帧的每一帧期间，所述至少一个处理器可以用于指示所述系统驱动MR扫描仪，将多个相位编码(英文简称为PE，英文全称为Phase-encoding)步骤应用于受试目标的每个片层位置，从而获取一组回波信号。相位调制磁场梯度可以应用在所述帧的多个PE步骤的至少一些PE步骤的每一个步骤期间。对于所述多个帧的每一帧，所述至少一个处理器可以用于指示所述系统基于对应的回波信号组重建混叠图像，所述混叠图像代表所述帧中的多个片层位置。所述至少一个处理器还可以用于指示系统基于所述多个混叠图像生成多个参考片层图像。每一个参考片层图像可以代表所述多个帧中多于一帧的其中一个片层位置。所述至少一个处理器还进一步用于指示所述系统基于所述多个混叠图像和所述多个参考片层图像重建至少一个片层图像。所述至少一个片层图像中的每一个可以代表所述多个帧的一个帧中的一个片层位置。在一些实施例中，所述多个片层位置可以包括第一片层位置和至少一个第二片层位置。在每个PE步骤中，所述至少一个第二片层位置和所述第一片层位置之间的每个相位差可以是不同的，其中所述PE步骤对应于K空间中相同位置处的PE线(中文为：相位编码线)，并且应用于所述多个帧的一对帧中。在一些实施例中，所述至少一个第二片层位置可以包括一个第二片层位置。在每个PE步骤中，所述第二片层位置和所述第一片层位置之间的相位差可以改变180度，其中所述PE步骤对应于K空间中相同位置处的PE线，并且应用于所述多个帧的一对帧中。在一些实施例中，所述至少一个第二片层位置可以包括两个第二片层位置。在每个PE步骤中，所述第一片层位置和一个所述第二片层位置之间的相位差可以改变120度，所述第一片层位置和另一个所述第二片层位置之间的相位差可以改变240度，其中所述PE步骤对应于K空间中相同位置处的PE线，并且应用于所述多个帧的一对帧中。在一些实施例中，在所述多个帧的至少一个帧中，所述多个PE步骤的每对连续PE步骤中的至少一个第二片层位置的相位可以不同。在一些实施例中，可以根据并行成像重建算法并基于所述多个混叠图像和所述多个参考片层图像重建所述至少一个片层图像。在一些实施例中，在所述多个帧的至少一个帧中的至少一个PE步骤期间，在读出相应回波信号之后，可以沿片层编码方向应用补偿磁场梯度。所述补偿磁场梯度的大小可以与施加在所述至少一个PE步骤中的相位调制磁场梯度相同，梯度方向相反。在一些实施例中，在所述多个帧的至少一个帧中的至少一个PE步骤期间，可以应用相位调制射频(RF)激励脉冲来激励多个片层位置，并且所述至少一个PE步骤中的相位调制可通过在所述至少一个PE步骤中应用的相位调制射频激励脉冲和所述相位调制磁场梯度的组合来实现。在一些实施例中，所述多个PE步骤可以使用平衡稳态自由进动(bSSFP)脉冲序列、快速自旋回波(FSE)脉冲序列、回波平面成像(EPI)脉冲序列或衰减梯度回波(GRE)脉冲序列中的至少一个。在一些实施例中，在所述多个帧的至少一个帧中的至少一个PE步骤期间，在多个片层位置被激发之后和所述相应回波信号读出之前，可以沿片层编码方向应用相位调制磁场梯度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种SMS磁共振成像系统。该系统可以包括至少一个存储设备，其存储一组指令；以及至少一个处理器，用于与所述至少一个存储设备通信。当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器可以用于指示所述系统执行以下操作。在多个帧的每一帧期间，所述至少一个处理器可以用于指示所述系统驱动MR扫描仪，将多个PE步骤应用于受试目标的多个片层位置中的每一个片层位置，从而获取一组回波信号。所述回波信号组中的每个回波信号可对应于K空间中的PE线。所述多个片层位置可以包括第一片层位置和至少一个第二片层位置。所述至少一个处理器还可以用于指示所述系统基于在所述多个帧中获取的多组回波信号重建至少一个片层图像。所述至少一个片层图像中的每一个可以代表所述多个帧的一个帧中的一个片层位置。相位调制磁场梯度可以应用在所述多个帧的每个帧中的多个PE步骤的至少一些PE步骤的每一个步骤期间，以使在每个PE步骤中，所述至少一个第二片层位置和所述第一片层位置之间的每个相位差是不同的，其中所述PE步骤对应于K空间中相同位置处的PE线，并且应用于所述多个帧的一对帧中。在一些实施例中，对于所述多个帧中的每一个帧，所述至少一个处理器可以用于指示所述系统基于对应的回波信号组重建代表帧中多个片层位置的混叠图像。所述至少一个处理器还可以用于指示所述系统基于所述多个混叠图像生成多个参考片层图像。所述多个参考片层图像中的每一个可以代表所述多个帧中多于一帧的其中一个所述片层位置。所述至少一个处理器还进一步用于指示所述系统基于所述多个混叠图像和所述多个参考片层图像重建至少一个片层图像。根据本专利技术的另一方面，提供了一种SMS磁共振成像方法。在多个帧中的每一帧期间，该方法可包括驱动MR扫描仪将多个PE步骤应用于受试目标的每个片层位置，从而获取一组回波信号。相位调制磁场梯度可以应用在所述帧的多个PE步骤的至少一些PE步骤的每一个步骤期间。对于所述多个帧中的每一帧，该方法可以包括基于相应的回波信号组重建混叠图像，所述混叠图像代表所述帧中的多个片层位置。该方法还可以包括基于所述多个混叠图像生成多个参考片层图像。每个参考片层图像可以代表所述多个帧中多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括：/n至少一个存储设备，其包含一组指令；以及/n至少一个处理器，用于与所述至少一个存储设备通信，其中，当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器用于指示所述系统执行以下操作，包括：/n获取对应于多个帧的多组欠采样K空间数据，其中每组所述欠采样K空间数据是通过采用MR扫描仪从所述多个帧的一帧中受试目标的多个片层位置同时获取得到；/n基于所述多个帧的所述多组欠采样K空间数据，重建多个参考片层图像，其中每个所述参考片层图像代表所述多个帧中多于一帧的其中一个所述片层位置；以及/n基于所述多组欠采样K空间数据和所述多个参考片层图像，重建多个图像序列，其中每个所述图像序列对应于一个所述片层位置并且包括所述多个帧中对应片层位置的多个片层图像。/n

【技术特征摘要】
20191021 US 16/658,297;20200318 US 16/823,2741.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括：
至少一个存储设备，其包含一组指令；以及
至少一个处理器，用于与所述至少一个存储设备通信，其中，当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器用于指示所述系统执行以下操作，包括：
获取对应于多个帧的多组欠采样K空间数据，其中每组所述欠采样K空间数据是通过采用MR扫描仪从所述多个帧的一帧中受试目标的多个片层位置同时获取得到；
基于所述多个帧的所述多组欠采样K空间数据，重建多个参考片层图像，其中每个所述参考片层图像代表所述多个帧中多于一帧的其中一个所述片层位置；以及
基于所述多组欠采样K空间数据和所述多个参考片层图像，重建多个图像序列，其中每个所述图像序列对应于一个所述片层位置并且包括所述多个帧中对应片层位置的多个片层图像。


2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其特征在于，对于所述多个片层位置中的至少一个片层位置，在所述多个帧的每一帧期间，在获取与该帧所对应的欠采样K空间数据组之前，根据该帧的相位调制方案沿空间维度调制所述至少一个片层位置的相位。


3.根据权利要求2所述的磁共振成像系统，其特征在于，对于所述至少一个片层位置，所述多个帧的每一帧的所述相位调制方案是通过相位调制射频激励脉冲或磁场梯度中的至少一个来实现。


4.根据权利要求2所述的磁共振成像系统，其特征在于，对于所述至少一个片层位置，所述至少一个片层位置的相位是沿时间维度调制，以使所述多个帧的一对相邻帧的相位调制方案不同。


5.根据权利要求2所述的磁共振成像系统，其特征在于，所述相邻帧包括第一帧和第二帧，
对于所述至少一个片层位置，所述不同的相位调制方案应用于所述相邻帧中，以使在相位编码步骤中，所述至少一个片层位置的相位是通过所述第一帧到所述第二帧的全局相位偏移改变，其中，所述相位编码步骤对应于K空间中相同位置处的相位编码线，并且应用于所述相邻帧中。


6.根据权利要求5所述的磁共振成像系统，其特征在于，所述多个片层位置包括N个片层位置，所述全局相位偏移为360/N度，其中N为正整数。


7.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其特征在于，在所述多个帧的至少一个帧中，根据伪随机采样模式获取对应的欠采样K空间数据组。


8.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其特征在于，所述基于所述多个帧的所述多组欠采样K空间数据，重建多个参考片层图像的操作包括：
基于所述多组欠采样K空间数据，生...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁彧，郑远，刘琦，徐健，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31