[发明专利]一种快速磁共振可变分辨率成像方法、系统和可读介质

说明书

本发明涉及磁共振成像技术领域，公开了一种快速磁共振可变分辨率成像方法、系统和可读介质。本发明主要技术方案是：结合并行成像与压缩感知技术，采用并行成像采集方法和变密度笛卡尔采样法采集数据，获得低频部分、中频部分及高频部分三个频段部分，并分别采用三种大小不同的卷积核对不同频段的数据进行卷积，重建图像。实施本发明的有益效果主要有：能够较好地抑制并行成像中由于加速倍数变大而造成的噪声放大现象，能在更高的加速倍数下进行成像，提高成像速度；能使得获得的图像具有不同分辨率且感兴趣区域的分辨率较其他地方更高图像质量也更好。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别涉及一种快速磁共振可变分辨率成像方法、系统和可读介质。

背景技术

磁共振利用静磁场和射频磁场对人体组织成像，它不仅提供了丰富的组织对比度，且对人体无害，因此成为医学临床诊断的一种强有力的工具。但是，成像速度慢一直是制约其快速发展的一大瓶颈，如何在成像质量为临床可接受的前提下，提高扫描速度，从而减少扫描时间尤为重要。目前商用的快速成像技术主要是并行成像，如广义自动校准部分并行采集(GRAPPA)、敏感度编码(SENSE)等，此类方法都利用了接收线圈的空间信息，来填充欠采的K空间数据。

并行成像是一种利用多通道线圈采集信号的快速成像方法，利用相控阵线圈中单个接收线圈的空间敏感度差异来编码空间信息，降低编码所必需的相位编码步数，从而获得更快的扫描速度。并行成像的数据采集为均匀密度采集，受磁场不均匀性等因素的影响，并行成像的加速倍数不会很高，通常在2-3倍，且随着加速倍数的增加，并行成像会出现噪声放大的现象。

经过多年对技术的研究发展，有多种并行成像技术被提出，这些技术的不同点在于线圈灵敏度信息被使用的方式。SMASH(Simultaneous Acquisition of SpatialHarmonics)、SENSE等方法需要精确的灵敏度信息，但很难准确获得灵敏度信息，而在图像重建中，即使很小的灵敏度信息误差都可能使重建图像出现伪影，严重影响重建图像质量。而AUTO-SMASH(Auto-calibrating SMASH)、GRAPPA等隐含的利用线圈灵敏度信息重建图像，能够避免难以获得准确的线圈灵敏度信息的问题，但当加速倍数较高时，会有噪声放大的现象，因此加速倍数不能太高。

压缩感知技术出现后，有研究者将其与并行成像算法进行结合，压缩感知理论通过借助图像的稀疏先验，减少采样样本数，能取得比传统并行成像更高的加速倍数和更好的图像质量，但加速倍数较高时仍然会有噪声放大现象产生。

文献《张久明,郭树旭,王淼石,钟菲:压缩感知自动校准并行成像重建算法[J].计算机应用，2014，34(5)：1491-1493，1502》中有提出结合压缩感知技术与并行成像方法，并且也提出利用LI-SPIRiT算法进行数据重建，能够更好地抑制噪声现象的产生，但该文献中所提到的成像方法是采用同一个卷积核对k空间进行重建，对所有数据都采用LI-SPIRiT算法进行重建，仅能获得具有单一分辨率的图像。

磁共振数据采集方式可分为笛卡尔采样和非笛卡尔采样。对于笛卡尔采样模式，数据已经落在笛卡尔网格上，故无需对数据进行预处理；而对于非笛卡尔数据，则需要对数据进行预处理，使其落在笛卡尔网格上，目前的处理方法主要是网格化方法(gridding),即采用一个卷积核进行卷积来填充k空间的方法。

综上所述，并行成像算法、传统并行成像-压缩感知结合法等方法虽然能够提高扫描速度，但在加速倍数太高时，仍然会影响图像质量，且目前的成像方法仅能获得具有单一分辨率的图像。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何在保证图像质量的前提下，加快成像速度，并获得多分辨率的图像。

为了解决上述技术问题，本发明首先披露了一种快速磁共振可变分辨率成像方法，其技术方案是这样实施的：