[发明专利]基于正则化约束多项式拟合磁共振线圈灵敏度的计算方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及MRI快速成像领域，尤其涉及一种基于正则化约束多项式拟合磁共振线圈灵敏度的计算方法。 

【背景技术】

关于多通道线圈并行成像的研究开始于1987年，起初敏感度编码被提出来替代所有的梯度相位编码，由于可以获得的有效敏感度编码数是有限的，这个方法的应用受到了一定限制。 

1993年，Ra.J.B等人提出更加实际有效的混合编码方案，即同时利用敏感度编码与梯度相位编码。在经历了初始的基本理论研究阶段后，研究者提出了并行成像的实际应用方案，它是利用相控阵线圈空间信息取代梯度编码信息，各个线圈单元同时对K空间进行欠采样，使得每个线圈单元采集的K空间信号数量大大减少，成像速度大大提高。并行成像方法不仅可以提高成像速度，而且还能提高图像的对比度，因此在心脏、动态增强、血管成像等对比成像要求很高的检查中具有广泛的实用价值。由于各个线圈是欠采样采集K空间数据，根据奈奎斯特采样定理，对各个线圈单元采集的数据直接进行图像重建会发生混叠，需要结合线圈的灵敏度矩阵进行重建。当前并行成像的图像重建算法主要有两类，一类是基于图像域的重建，此类代表算法如SENSE(Sensitivity Encoding)；另一类是基于K空间域的重建，此类代表算法如SMASH(Simultaneous Acquisition of Spatial Harmonics)。随后出现了将上述方法进一步优化或扩展的研究，如AUTO-SMASH，VD-AUTO-SMASH，GRAPPA，GENERALIZED SMASH，PILS，SPACE-RIP，TSENSE，k-t SENSE，TGRAPPA和k-t GRAPPA等。值得一提的是SENSE和GRAPPA算法已被广泛应用在商业化MRI系统上。 

SENSE算法为Pruessmann教授于1999年提出，利用各个线圈采集到的K空间数据，经傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)可以重建出一幅FOV (视野)降低含混迭伪影的图像，利用敏感度信息，对重叠图像进行展开和组合，最后得到无重叠完整的图像。SENSE意为灵敏度编码，其简要流程如附图1所示。 

SENSE技术使用多个表面接收线圈，将它们以一定结构放置在受检物体周围不同的位置，在施加脉冲序列后各线圈同时采集磁共振信号。每个线圈都有独立的接收通道，如前置放大器、模数转换和快速离散傅里叶变换模块，从而可得到多个磁共振图像。对其中的每个线圈而言，SENSE技术在保持K空间最大值不变的情况下，增加相位编码之间的距离，减少K空间的采样步数。这样K空间采样密度随之也降低，导致傅里叶成像中的视野FOV相应缩小，在相位编码方向出现像素重叠，如附图1中经FFT生成图像的步骤所示。每个接收线圈都生成一幅具有重叠伪影的磁共振图像，称之为中间图像。因此，每个接收线圈有自己独特的空间敏感特征，暗含受检体磁共振信号的位置。在一定的条件下完全可利用该特征进行空间编码，重建原始图像。 

采用多线圈技术进行并行采集时，每个相控阵线圈各自独立地采集欠采样的K空间数据。对于二维磁共振成像，假设同时采集的线圈个数为L，不考虑噪声，则每个线圈采集到的信号的离散表达式为：