[发明专利]一种高分辨率扩散加权图像重建方法

说明书

一种高分辨率扩散加权图像重建方法，涉及多激发扩散加权图像的重建方法。包括以下步骤：1)获取多激发傅里叶空间信号，根据对数据的要求设置欠采样方式和实验参数，此时被采样信号点的位置可以确定，进而得到采样模板；2)构建结构化汉克尔矩阵；3)构建基于结构化汉克尔矩阵的扩散加权图像重建模型，建立基于结构化汉克尔矩阵的扩散加权图像的重建模型；4)通过交替方向乘子法求解重建模型获得多激发图像；5)将步骤4)获得的多激发图像合成得到无伪影的高分辨率重建图像。无需额外采集导航回波信息，不仅减少了采样时间，还避免了利用导航回波重建时，图像与导航回波间不匹配的问题。重建出的高分辨率图像是无伪影的。

技术领域

本发明涉及多激发扩散加权图像的重建方法，尤其是涉及利用无导航回波的多激发扩散加权技术来重建出无伪影高分辨率图像的一种高分辨率扩散加权图像重建方法。

背景技术

扩散加权成像由Stejskal和Tanner于1965年提出(E.O.Stejskal andJ.E.Tanner,Spin Diffusion Measurements:Spin Echoes in the Presence of aTime-Dependent Field Gradient,Journal of Chemical Physics,vol.42,no.1,pp.288-292,1965.)，这是一种无入侵的检测组织内水分子的扩散运动的方式。传统扩散加权成像是基于一种单激发的平面回波成像序列(EPI序列)(D.Le Bihan,E.Breton,D.Lallemand,P.Grenier,E.Cabanis,and M.Laval-Jeantet,MR imaging of intravoxelincoherent motions:application to diffusion and perfusion in neurologicdisorders,Radiology,vol.161,no.2,pp.401-407,1986.)，这种序列采样速度快，受运动影响小，但是这种成像方式对不均匀场十分敏感，易使得图像在相位编码维变得扭曲，而且受限于采样带宽，难以采集高分辨率的图像(F.Farzaneh,S.J.Riederer,and N.J.Pelc,Analysis of T2 limitations and off-resonance effects on spatial resolutionand artifacts in echo-planar imaging,Magnetic Resonance in Medicine,vol.14,no.1,pp.123-139,1990.)。多激发平面回波成像方式减小了回波链长度，抵抗了不均匀场带来的影响(R.Bammer,R.Stollberger,M.Augustin,J.Simbrunner,H.Offenbacher,H.Kooijman,S.Ropele,P.Kapeller,P.Wach,and F.Ebner,Diffusion-weighted imagingwith navigated interleaved echo-planar imaging and a conventional gradientsystem,Radiology,vol.211,no.3,pp.799-806,1999.)，但是在扩散梯度的作用下，多次激发所采集到的图像间会有不同的相位，若直接将多激发所采集到的傅里叶空间数据直接合成，将会给图像带来伪影。典型的MUSE重建方法(N.K.Chen,A.Guidon,H.C.Chang,andA.W.Song,A robust multi-shot scan strategy for high-resolution diffusionweighted MRI enabled by multiplexed sensitivity-encoding(MUSE),Neuroimage,vol.72,no.2,pp.41-47,2013.)重建出的图像仍然有伪影(如图3所示)。为了解决伪影问题，受启发于约束单张图像的相位平滑，用于单张磁共振图像随机欠采样的重建的LORAKS方法(J.P.Haldar,Low-rank modeling of local k-space neighborhoods(LORAKS)forconstrained MRI,IEEE transactions on medical imaging,vol.33,no.3,pp.668-681,2013.)。