[发明专利]磁共振成像中针对刚性、非刚性、平移、旋转和跨平面运动的运动检测和校正

说明书

下文涉及医学领域、磁共振领域和相关领域。

磁共振(MR)成像是一种可能进行几秒到几十分钟或更长时间之间的 任意时间的相对缓慢的过程。因为这一点，由于受检者运动导致的图像劣 化或伪影是关注的焦点。受检者运动可能具有各种特征。运动可能是平移 或旋转的。运动可能是刚性或非刚性的。对于所采集的二维MR图像而言， 运动可能还被归类为面内运动或跨平面运动。

消除这样的运动伪影的一种方式是加速MR数据采集，以希望在令人 困扰的受检者运动发生之前，能够完全采集数据。这便是诸如SENSE的部 分并行成像(PPI)技术的背后推动因素。在PPI中，多个射频线圈利用独 立通道同时采集成像数据。由于不同的线圈具有能够被分别确定的不同的 线圈灵敏度，因此同时采集的成像数据能够被用于近似缺失的数据。例如， 在SENSE中，k空间的一些相位编码线未采集，而使用利用多个线圈采集 的额外成像数据连同线圈灵敏度来估计缺失的相位编码线。这样的PPI技 术是有用的，但可能无法提供充足的成像数据采集加速以避免令人困扰的 受检者运动。此外，已知信噪比(SNR)随着线圈几何因子(g因子)而劣 化。

其他方法试图检测并补偿受检者运动。现有技术对于检测和补偿刚性 面内平移运动相对有效，所述运动表现为k空间数据中的相移。然而，现 有技术对于检测和补偿旋转运动、非刚性运动或跨平面运动较为低效或者 完全无效。能够利用现有技术检测和补偿的有限运动范围极大限制了检测- 补偿运动抑制的效果。

下文提供了克服上述问题和其他问题的新的经改进的装置和方法。

根据一个公开的方面，一种方法包括检测磁共振(MR)成像数据集中 的受检者旋转，并重建对检测到的受检者旋转进行补偿的MR成像数据集 以生成重建的受检者图像。

根据另一公开的方面，一种方法包括基于MR成像数据集的k空间数 据的至少一个一致相关性针对受检者运动补偿MR成像数据集，并重建MR 成像数据集以生成重建的受检者图像。

根据另一公开的方面，一种磁共振成像系统包括：磁共振(MR)扫描 器；以及图像重建模块(module)，其被配置为利用紧邻本段的前述两段中 的一个或两者中所阐述的方法重建MR扫描器采集的MR成像数据集。根 据另一公开的方面，一种数字存储介质存储可由数字处理器执行的指令， 以利用紧邻本段的前述两段中的一个或两者中所阐述的方法重建MR成像 数据集。根据另一公开的方面，处理器被配置为利用紧邻本段的前述两段 中的一个或两者中所阐述的方法重建MR成像数据集。

一个优势在于提供针对旋转运动的增强的检测和补偿。

另一优势在于提供针对跨平面运动的增强的检测和补偿。

另一优势在于提供针对非刚性运动的增强的检测和补偿。

在阅读和理解以下详细描述的基础上，本领域技术人员将意识到其他 优势。

附图仅用于图示说明优选实施例，而并不应解释为其对本发明构成限 制。

图1示意性示出了被配置为执行包括如本文所公开的运动补偿的磁共 振成像的成像系统。

图2示意性示出了由图1的成像系统的受检者位置评估模块适当执行 的方法。

图3和4示意性示出了由图2的方法适当执行的受检者旋转评估。

图5示意性示出了由图1的成像系统的内核(kernel)卷积非刚性运动 补偿模块适当执行的方法。

图6A和6B示意性示出了所公开的增强的FNAV方法。图6A示出了 沿在扫描期间反复采集的相位编码线k_y＝k_f≠0的信号。另外，还在扫描的开 始时采集以FNAV线位置为中心的参考区域。图6B示意性示出了对旋转的 检测，其中在计算相关性度量之前将参考数据旋转到各种角度。

图7A和7B图示了FNAV线位置(k_f)对利用大脑数据集进行旋转运 动检测的精度的影响。图7A示出了FNAV线在不同k_f值下的一般化投影。 图7B示出了对于不同k_f位置处的FNAV线，最大相关性与旋转角度的分布 图(profile)。