CN119439021A 非笛卡尔轨迹堆叠重建方法、装置及磁共振成像系统 （西门子(深圳)磁共振有限公司）

本发明实施例公开了非笛卡尔轨迹堆叠重层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采卡尔轨迹采集方式采集目标部位的三维笛卡尔校准数据集中所有层的数据中位于相同旋转角度的径向线上的数据，拟合每一二维笛卡尔K空间的GRAPPA内核；使用每一二维笛卡尔K空间的GRAPPA内核，对各二维笛卡尔K空间的缺失的成2采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维非笛卡尔成像采用层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集方式采集目标部位的三维笛卡尔将三维笛卡尔校准数据集从笛卡尔K空间映射到非笛卡尔K空间，各条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K根据三维非笛卡尔校准数据集中所有层的数据中位于相同旋转角度的径向线上的数间的所有层中相同旋转角度的径向线构成一使用每一二维笛卡尔K空间的GRAPPA内核，并结合三维非笛卡尔成像数据集中每一二2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于三维笛卡尔校准数据集中的每一层的数据，以该层数据在读出方对于该层数据所映射到的非笛卡尔K空间范围的每条径向线上的每个数据点，若该数的每条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度相同；每条径向线上相邻数据点之间的距离与三维非笛卡尔成像数据集中对应径向线上相邻数据点之间堆叠采集方式采集目标部位的三维非笛卡尔采用层内平面和层方向都欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维所述得到层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集之后、所述根据层方对层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集中每一层内缺失的数据根据层内平面和层方向都全采样的三维非笛卡尔成像数据集进3将三维非笛卡尔成像数据集中每层的成像数据分别映射到笛卡尔采用扰相三维梯度回波序列或者容积插值屏息检查序列，并采用层内K空间和所述三维笛卡尔校准数据集对应的K空间在每个方向上的单位坐标成像数据采集模块(131)，用于采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集校准数据采集模块(132)，用于采用层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集方笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋广义自校准并行采集GRAPPA内核拟合模块(134)，用于根据三维非笛卡尔校准数据集中所有层的数据中位于相同旋转角度的径向线上的数据，拟合每一二维笛卡尔K空间的缺失成像数据重建模块(135)，用于使用每一二维笛卡尔K空间的GRAP图像重建模块(136)，用于根据层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像重对于三维笛卡尔校准数据集中的每一层的数据，以该层数据在读出方对于该层数据所映射到的非笛卡尔K空间范围的每条径向线上的每个数据点，若该数4的每条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度相同；每条径向线上相邻数据点之间的距离与三维非笛卡尔成像数据集中对应径向线上相邻数据点之间用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维非笛卡尔成像数据集采用层内平面和层方向都欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维所述缺失成像数据重建模块(135)得到层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集之对层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集中每一层内缺失的数据所述图像重建模块(136)根据层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像重根据层内平面和层方向都全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像将三维非笛卡尔成像数据集中每层的成像数据分别映射到笛卡尔层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集方式采集目标部位的三维笛卡尔校准数据采用扰相三维梯度回波序列或者容积插值屏息检查序列，并采用层内采用层方向欠采样的星形堆叠或者螺旋堆叠采集方式采集目标部位的三维非笛卡尔的三维笛卡尔校准数据集对应的K空间和所述成像数据采集模块(131)采集的三维非笛卡且，所述校准数据采集模块(132)采集的三维笛卡尔校准数据集仅覆盖5样(即笛卡尔采样)。使用这种轨迹的序列通常被称为StarVIBE(StarVolume[0005]三维非笛卡尔GRAPPA(GeneRalizedAutoCalibratingPartiallyParallel[0006]基于三维SENSE(SENSitivityEncoding，敏感度编码成像)的算法是另一种常见[0007]SPIRiT(iterativeSelf_consistentParallelImagingReconstructionfromarbitraryk_space，任意K空间迭代自一致性并行成像重建)算法和衍生的ESPIRiT(anEigenvalueapproachtoSPIRiT，利用特征值的SPIRiT)算法也可以用于三维非笛卡尔重建。它们可以以迭代的方式重建缺失的K空间线(GRAPPA类型)或重建全采样图像(SENSE6少由层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集的成像数据重建得到的MR图像中的[0010]采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维非笛卡尔[0011]采用层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集方式采集目标部位的三维笛应的各条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛[0013]根据三维非笛卡尔校准数据集中所有层的数据中位于相同旋转角度的径向线上[0014]使用每一二维笛卡尔K空间的GRAPPA内核，并结合三维非笛卡尔成像数据集中每[0015]根据层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像重建，得到磁共振MR图[0018]对于该层数据所映射到的非笛卡尔K空间范围的每条径向线上的每个数据点，若范围的每条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度相同；每条径向线上相邻数据点之间的距离与三维非笛卡尔成像数据集中对应径向线上相邻数据点之[0019]当所述采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维非[0020]采用层内平面和层方向都欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的7[0027]所述采用层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集方式采集目标部位的三[0030]所述三维非笛卡尔成像数据集对应的三维K空间和所述三维笛卡尔校准数据集对[0035]映射模块，用于将三维笛卡尔校准数据集从笛卡尔K空间笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋所有层的数据中位于相同旋转角度的径向线上的数据，拟合每一二维笛卡尔K空间的[0038]图像重建模块，用于根据层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像重8[0041]对于该层数据所映射到的非笛卡尔K空间范围的每条径向线上的每个数据点，若范围的每条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度相同；每条径向线上相邻数据点之间的距离与三维非笛卡尔成像数据集中对应径向线上相邻数据点之[0042]当所述成像数据采集模块采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集[0043]采用层内平面和层方向都欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的[0044]所述缺失成像数据重建模块得到层方向全采样的三维非[0046]所述图像重建模块根据层方向全采样的三维非笛卡尔成[0048]所述图像重建模块根据层方向全采样的三维非笛卡尔成[0050]所述校准数据采集模块采用层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集方式[0052]所述成像数据采集模块采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目[0053]采用层方向欠采样的星形堆叠或者螺旋堆叠采集方式采集目标部位的三维非笛[0054]所述校准数据采集模块采集的三维笛卡尔校准数据集对应的K空间和所述成像数据采集模块采集的三维非笛卡尔成像数据集对应的三维K空间在每个方向上的单位坐标的[0055]且，所述校准数据采集模块采集的三维笛卡尔校准数据集仅覆盖三维K空间的中9[0063]图5为将图4所示的笛卡尔K空间中的三维笛卡尔校准数据集映射到非笛卡尔K空[0066]图8～10为以图6所示层的数据所映射到的非笛卡尔K空间范围内的一条径向线为[0067]图11为图5所示的非笛卡尔K空间的三维非笛卡尔校准数据集中位于不同层的旋转角度相同的径向线构成二维笛卡尔K空间[0075]图2为本发明一实施例提供的非笛卡尔轨迹堆叠重建方法的流程图，其具体步骤[0076]步骤201：采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维[0080]步骤202：采用层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集方式采集目标部位[0081]一可选实施例中，步骤201中采集目标部位的三维非笛卡尔成像数据集时采用的MR序列和步骤202中采集目标部位的三维笛卡尔校准数据集时采用的MR序列为相同或相近类型的序列。例如：步骤201使用StarVIBE序列，则步骤202使用扰相三维GRE(Gradient[0082]其中，本步骤202中的三维笛卡尔校准数据集对应的K空间和步骤201中的三维非空间中对应的各条径向线的旋转角度分别与步骤201中的三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋[0086]图5为将图4所示的笛卡尔K空间中的三维笛卡尔校准数据集映射到非笛卡尔K空在逆时针方向上相对径向线511的旋转角度即为512的旋转卡尔K空间范围的每条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度相同；每条径向线上相邻数据点之间的距离与三维非笛卡尔成像数据集中对应径向线上相邻数据点之间的[0088]图6_10为将步骤202中的三维笛卡尔校准数据集从笛卡尔K空间映射到非笛卡尔K所覆盖范围61的中心60为中心，以该层数据在读出方(y方向)的长度中的较小长度为直径构造一个圆，该圆所覆盖的范围71即为该层数据所映[0091]图8～10为以图6所示层的数据所映射到的非笛卡尔K空间范围71内的一条径向线邻两个正方形之间的距离与图3所示的三维非笛卡尔成像数据集中的对应径向线上相邻成71内包含的径向线的数目与图3所示的三维非笛卡尔成像数据集的每层包含的径向线的数目相同，且每条径向线的旋转角度与图3所示的三维非笛卡尔成像数据集中的对应径向线[0093]图9为以空心正方形81为例，对空心正方形81对应的缺失的校准数据进行重建的[0095]步骤204：根据三维非笛卡尔校准数据集中所有层的数据中位于相同旋转角度的该二维笛卡尔K空间K1的GRAPPA内[0101]一可选实施例中，若步骤205中得到的层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集和层方向都全采样的三维非笛卡尔成像数据集中每层的成像数据分别映射到笛卡尔网格，[0103]一可选实施例中，当步骤201中采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式轨迹堆叠采集方式采集目标部位的三维非笛卡尔成像[0105]步骤206包括：根据层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像重建，包维SENSE的算法对步骤205得到的层方向全采样而层内平面欠采样的三维非笛卡尔成像数三维非笛卡尔成像数据集，根据层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像重建，[0109]图13为本发明一实施例提供的非笛卡尔轨迹堆叠重建装置130的结构示意图，该[0110]成像数据采集模块131，用于采用层方向欠采样的非笛卡尔轨迹堆叠采集方式采[0111]校准数据采集模块132，用于采用层内平面和层方向都全采样的笛卡尔轨迹采集[0112]映射模块133，用于将三维笛卡尔校准数据集从笛卡尔K空间映射到非笛卡尔K空非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层[0113]GRAPPA内核拟合模块134，用于根据三维非笛卡尔校准数据集中所有层的数据中维非笛卡尔K空间的所有层中相同旋转角度的径向线构成一个二维[0115]图像重建模块136，用于根据层方向全采样的三维非笛卡尔成像数据集进行图像卡尔K空间范围的每条径向线的旋转角度分别与三维非笛卡尔成像数据集中每一层的数据在三维非笛卡尔K空间中对应的各条径向线的旋转角度相同；每条径向线上相邻数据点之间的距离与三维非笛卡尔成像数据集中对应径向线上相邻数据点之间的[0117]一可选实施例中，当成像数据采集模块131采用层方向欠采样的非笛卡尔