[发明专利]基于部分并行获取进行磁共振成像的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总的涉及在医学中用于检查患者的核自旋断层造影(同义词：磁共 振断层造影，MRT)。在此，本发明涉及一种方法和执行该方法的MRT系统， 该方法极大地减少了在基于PPA(partiell parallel Akquisition，部分并行获取) 的图像再现或公知的PPA方法如GRAPPA中的计算时间而不会损失信噪比 (SNR)。

背景技术

MRT基于核自旋共振的物理现象，并作为成像方法在医学和生物物理学领 域成功应用已超过15年的时间。在这种检查方法中，将对象设置在强的恒定磁 场中。由此使该对象体内原先无规则取向的原子的核自旋定向。

现在高频波可以将这种“定向的”核自旋激励为特定的振荡。这种振荡在 MRT中产生实际的测量信号，借助合适的接收线圈可以接收这种测量信号。通 过采用由梯度线圈产生的非均匀磁场，可以在所有3个空间方向上对测量对象 进行空间编码。该方法使得可以自由选择待成像的断层，由此可以在所有方向 上拍摄截面图像。在医学诊断中作为截面图像方法的MRT，首先作为“非侵入” 检查方法的特征在于多方面的对比能力。由于软组织的突出的可显示性，MRT 已经发展为比X射线计算机断层造影(CT)优选得多的方法。MRT目前基于 自旋回波序列和梯度回波序列的应用，这些序列在数量级从秒到分钟的测量时 间内实现优异的图像质量。

MRT设备部件的不断的技术扩展以及快速成像序列的引入打开了MRT在 医学中越来越大的应用领域。用于支持最小侵入外科方法、神经学中的功能成 像以及心脏学中的灌注测量的实时成像只是其中少量的例子。虽然在构造MRT 设备中取得了技术进步，对MRT在医学诊断中的很多应用来说限制MRT图像 的拍摄时间和信噪比(SNR)的因素仍然存在。

尤其是在对象或对象的一部分的主要运动(血流、心脏运动、腹部的蠕动 等)被给定的功能成像中，在SNR保持不变的情况下减少拍摄时间(数据采集/ 获取时间)是所期望的。通常运动会在MRT图像中引起伪影，如随着数据获 取时间增长的运动伪影。为了改善图像质量，考虑获取多个图像并在稍后叠加 这些图像。但是这尤其就运动伪影而言不会总是导致所计划的整个图像质量的 改善。例如，SNR得到改善而运动伪影增加了。

缩短测量时间且同时将SNR损失保持在可接受的限度内的措施，在于减少 所拍摄的图像数据的数量。为了从这样缩减的数据组中获得完整的图像，必须 用合适的算法再现所缺少的数据，或者必须校正由减少的数据产生的有缺陷的 图像。在MRT中拍摄数据是在所谓的k域(同义词：位置频域)中进行的。 在所谓图像空间中的MRT图像借助傅立叶变换而与k域中的MRT数据相关。 在k域中展开的对象的位置编码，借助梯度在所有3个空间方向上进行。在此 在2D成像的情况下要区分断层选择(确定对象中的拍摄断层，通常是z轴)、 频率编码(确定断层中的方向，通常是x轴)以及相位编码(在该断层内确定 第二维，通常是y轴)。在3D成像的情况下，断层选择被第二相位编码方向代 替。不限制一般性地，在进一步的过程中假定二维笛卡儿k域，该k域被逐行 扫描。一个k域行的数据在借助梯度读取的过程中被频率编码。K域中的每一 行之间具有间距Δk_y，该间距通过相位编码步骤产生。由于相位编码与其它位 置编码相比要花费很多时间，因此为了缩短图像测量时间大部分方法、如所谓 的“部分并行获取”(下面称为PPA(partially parallel acquisition))都基于费时的 相位编码步骤数量的减少。PPA成像的基本思想是，k域数据不是由单个线圈 而是根据图3A是由例如组件线圈(线圈1至线圈3)、即线圈阵列的线性排列 来记录的。该阵列中每个在空间上独立的线圈都携带一定的空间信息，该信息 被用于通过组合同时采集的线圈数据来实现完整的位置编码。这意味着可从一 个单独记录的k域行31(在下面的图中以灰色显示)也可以确定、也就是再现 多个未扫描的、在k域中移动的(在下面的图中用点示出)其它行32。这种完 整再现的数据组在图3B中针对3个组件线圈的情况示出。