[发明专利]一种基于线圈灵敏度相位约束的运动伪影消除方法

说明书

本发明公开一种基于线圈灵敏度相位约束的运动伪影消除方法，基于线圈灵敏度约束生成一个合成图像，计算该合成图像与原图像的残差，由该残差进一步估计运动导致的K空间相位误差，并修正原有K空间数据。该方法不需要专门的硬件支持，不增加扫描时间，能有效消除多种运动伪影。

技术领域

本发明涉及核磁影像处理领域，尤其涉及一种基于线圈灵敏度相位约束的运动伪影消除方法。

背景技术

在磁共振扫描成像过程中，由于检测时间比较长，病人往往会有自主的或无意识的运动。这种运动会造成图像变模糊，更严重的是产生伪影，影响医生对病人的诊断。消除运动伪影是磁共振成像领域研究的重点和技术难题之一。

为了规避、矫正或者消除运动引起的图像质量下降，基本上有两种主要策略：一）前瞻性运动矫正技术，通过使用专门的硬件，例如导航回波、呼吸触发、心电触发等，实时的监控成像部位的空间位置和运动状态，并实时的改变脉冲序列控制，尽可能的规避物体运动导致到图像误差。前瞻性运动矫正方法需要专门的硬件支持，会增加扫描时间，其仅对周期性运动有效。二）回顾性运动矫正技术，不需要在扫描过程中改变脉冲序列控制，而是按预定脉冲序列采集数据，在采集完数据后经过一定的技术手段估计运动信息并校正运动引起的图像误差。回顾性运动矫正技术中，主要又分为数据过采样和常规采样两类。数据过采样技术，可以通过冗余信息估计并校正运动，其代表技术为PROPELLER (PeriodicallyRotated Overlapping Parallel Lines with Enhanced Reconstruction) 技术，运用非常广泛。但该类技术会增加扫描时间。另一类技术在常规采样的基础上，通过特定的技术校正运动，例如COCOA （Data convolution and combination operation）和PANDA（ParallelAcquisition with Non-prolonged Deghosting Algorithm）技术是利用了数据一致性原理，通过K-空间中心区域数据拟合出数据一致性核函数，利用该核函数去检测并修正数据。该类方法对随机非刚性运动，例如肠胃蠕动、血管搏动等有极好的效果，但对相关性较强的鬼影（Ghost artifacts）,例如刚性平移运动造成的鬼影，则不能校正。

随着磁共振技术的发展，多通道相控阵线圈广泛应用于磁共振设备中，用于提升图像性噪比和成像速度。为了提升成像速度，多通道相控阵线圈都经过特殊优化，其灵敏度图在空间中表现为相位和模值都快速变化。运动导致的鬼影在图像中会被快速变化的灵敏度图进行调制。从而利用灵敏度信息进行约束，可以求解出图像中的伪影成分，进而可以通过一定的技术手段消除伪影。

发明内容

本发明旨在提供一种基于线圈灵敏度相位约束的运动伪影消除方法，不需要专门的硬件支持，不增加扫描时间，能有效消除多种运动伪影。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明公开一种基于线圈灵敏度相位约束的运动伪影消除方法，包括：

S100、使用多通道相控阵线圈进行采样，获得成像信号和系统噪声数据，

其中多通道相控阵线圈在1.5T以及更高场强磁共振系统中已经普遍使用，为常规配件。因此，既不需要特殊硬件，也不需要修改扫描控制序列；

S200、由系统噪声数据通过以下公式计算得到多通道噪声相关系数，

其中，表示第j通道的噪声，分别表示第k通道的噪声，*表示复数共轭，I为噪声样本的总数量；

S300、计算得到各个通道的线圈的灵敏度图；

S400、重建伪影图像；

S500、由伪影图像和灵敏度图计算得到单通道的合成图像，其中