[发明专利]基于离散余弦变换的SPEED快速磁共振成像方法

说明书

技术领域

本发明属于磁共振的图像成像领域，涉及一种基于离散余弦变换的SPEED快速磁共振成像方法。

背景技术

由于磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)对机体没有不良影响和较强的软组织分辨能力等优点，目前已在临床疾病检测中得到广泛应用。但是，MRI在临床应用中还常受到数据采集时间过长的限制。研究人员已通过提高MRI硬件性能、采用高效的k-空间（频率空间）数据采集轨迹、研制快速序列和并行数据采集等方式来极大地提高了MRI数据采集的速度，但是很多应用中，还是不能完全满足临床对快速数据采集的需求，例如脑功能成像，三维高分辨率磁敏感加权成像和动态数据采集等场合。MRI的数据采集是在k-空间进行的，在k-空间的相位编码（Phase Encoding,PE）方向上减少数据采集点数，可以有效地缩短数据采集时间。近年来，如何在不降低图像质量条件下减少数据采集总量成为进一步快速磁共振成像的研究热点，如压缩感知（Compressed Sensing,CS）技术，SPEED（Skipped Phase Encoding and Edge Deghosting）技术等。

CS技术利用信号自身或其在变换域中的稀疏性，通过随机采集少量的k-空间数据点和非线性迭代优化等算法来重建出高质量的图像（M Lustig,et.al.,Sparse MRI:The Application of Compressed Sensing for Rapid MR Imaging,Magnetic Resonance in Medicine,58:1182-1195,2007）。然而，由于受到硬件扫描系统有规律往返轨迹的限制，在实际应用中难以满足CS技术要求完全随机数据采集，不能满足压缩感知重建时需要的不相关性（Incoherent），从而影响了图像的质量；此外，基于非线性迭代的重建方式使得CS技术的图像重建时间很长，制约了其临床普及应用。

SPEED技术也是一种通过减少数据采集总量来缩短数据采集时间的MRI快速成像方法（QS Xiang,Accelerating MRI by skipped phase encoding and edge deghosting(SPEED)，Magnetic Resonance in Medicine,53:1112-1117,2005）。和CS类似，SPEED也利用了信号在变换域的稀疏特性，但是，与CS技术不同，SPEED通过简单有规则的欠采样来采集数据，然后基于解析法来重建图像，相比CS技术中的非线性迭代重建，SPEED解析求解过程非常快速。此外，由于SPEED采集数据时无需CS那种复杂的随机采样，只需简单有规律的欠采样，不但易于实现，也易于和现有的采集方式结合，是一种很有应用潜力的成像方式。

目前已申请的关于快速成像方面的MRI专利有：快速磁共振成像方法及系统（申请号：201210013858.2），一种基于部分回波压缩感知的快速磁共振血管成像方法（申请号：201010272089.8）；一种基于CS压缩感知技术的快速磁共振成像方法（申请号：201010272095.4）等。基于小波域稀疏表示的SPEED快速磁共振成像方法（申请号：2013102071971），提出基于小波域的数据稀疏特性来提高常规的基于差分变换的SPEED成像质量。但是目前还未能查询到任何关于基于离散余弦变换的SPEED快速成像方面的授权发明专利或申请。