CN106255896B - 具有对磁场不均匀性信息的运动校正、水脂肪分离和估计的mri propeller - Google Patents

具有对磁场不均匀性信息的运动校正、水脂肪分离和估计的mri propeller Download PDF

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Abstract

一种磁共振(MR)成像(MRI)***，所述MRI***可以包括至少一个控制器，其可以被配置为：利用增强的重建(PROPELLER)成像方法来采集针对具有周期性地旋转的交叠的平行线的至少第一叶片和第二叶片的MR信息；基于所采集的MR信息来生成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的主场不均匀性信息，所述主场不均匀性信息指示主场不均匀性；基于针对所述第一叶片和所述第二叶片的对应的叶片的所采集的MR信息和所生成的主场不均匀性信息来个体地生成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的水信息和脂肪信息；并且针对由所述主场不均匀性或在水与脂肪之间的预定化学位移差引起的空间扭曲来校正所述水信息和所述脂肪信息中的至少一个。

Description

具有对磁场不均匀性信息的运动校正、水脂肪分离和估计的 MRI PROPELLER
技术领域
本发明的***涉及用于以增强的图像质量来重建磁共振(MR)图像的磁共振成像(MRI)***，并且更具体而言，涉及用于执行周期性旋转重叠平行线和增强重建(PROPELLER)迪克逊(Dixon)成像方法以进行运动不敏感成像、运动不敏感脂肪抑制成像、以及运动不敏感水脂肪成像的MRI***。
背景技术
PROPELLER成像己经被建立为运动不敏感的采集和重建方法，主要与快速自旋回波(TSE)成像相组合(参见，R1)。遗憾的是，PROPELLER成像遭受几个缺点。例如，PROPELLER成像的一个伪影源是脂肪。由于在水与脂肪之间的化学位移差，脂肪被移位半个圆或整个圆，通常造成重建图像中的脂肪的模糊。另外，运动校正可能以牺牲水锐度为代价降低脂肪模糊。二者可能限制采集的最大水-脂肪位移或最小读出带宽并且因而限制信噪比。另外，PROPELLER成像的另一伪影的源是主场不均匀性，其可以引起偏离共振区的局部模糊。
迪克逊成像(参见，R2)当与PROPELLER成像相组合时(参见，R3和R4)不能直接克服PROPELLER成像的这些缺点。更糟的是，其可以引入其他缺点。例如，依赖于具有相反的读出方向的叶片的对进行相位校正基本上使扫描时间加倍，这是不期望的。此外，在叶片的对之间(例如，之中)的运动以及化学位移可以影响相位校正。将针对每个叶片的化学位移编码分布在两个回波序列上也使扫描时间加倍。此外，其降低了数据一致性并且可以影响水-脂肪分离。
发明内容
本文中描述的(一个或多个)***、(一个或多个)设备、(一种或多种)方法、(一个或多个)用户接口、(一个或多个)计算机程序、过程、等等(下文中其中的每个将被称为***，除非上下文另行指出)解决诸如图像伪影的问题，和/或提供对现有技术***的一个或多个替代方案。
根据本发明的***的实施例，提供了一种磁共振(MR)成像(MRI)***，所述***可以包括至少一个控制器，所述至少一个控制器可以被配置为：利用周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成主场不均匀性信息，所述主场不均匀性信息指示主场不均匀性；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来生成水图像信息和脂肪图像信息；针对由所述主场不均匀性或在水与脂肪之间的预定化学位移差引起的空间扭曲来校正所述水图像信息和所述脂肪图像信息中的至少一个；基于经校正的水图像信息和经校正的脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片和所述第二叶片的叶片之间的运动，从而形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且将经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个保存在存储器中。
根据本发明的***的实施例，所述至少一个控制器可以还被配置为基于针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述单独的或组合的、经运动校正的水信息和脂肪信息来重建至少一幅图像。还设想所述至少一个控制器可以还被配置为在单个回波序列内采集针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述MR信息。所述至少一个控制器可以还被配置为执行修正的快速自旋回波(TSE)序列，其中，针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述MR信息是在单个回波序列内在不同的回波位移处采用交错的方式来采集的。还设想所述至少一个控制器也可以被配置为执行修正的快速自旋回波(TSE)序列，其中，针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述MR信息是在单个回波序列内在单个回波位移处来采集的。还设想所述至少一个控制器可以还被配置为仅仅使用针对至少所述第一叶片和所述第二叶片采集的MR信息来生成针对各自的叶片的所述水信息和所述脂肪信息。另外，根据本发明的***的一些实施例，所述至少一个控制器也可以被配置为在至少所述第一叶片与所述第二叶片之间或在针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的用于生成所述水信息和所述脂肪信息的多个切片中的至少两个之间交换所生成的主场不均匀性信息。此外，所述至少一个控制器还可以被配置为当确定了预计的或实际的运动实质上不被在对运动的估计和校正中采用的运动模型良好地描述时略过对各叶片之间的运动的估计和校正。
根据本发明的***的另外的其他实施例，提供了一种磁共振(MR)成像(MRI)***，所述***包括至少一个控制器(110、410)，所述至少一个控制器被配置为：利用周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成主磁场不均匀性信息，所述主磁场不均匀性信息指示主场不均匀性；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来生成水图像信息和脂肪图像信息；针对由所述主场不均匀性或在水与脂肪之间的预定化学位移差引起的空间扭曲来校正所述水图像信息和所述脂肪图像信息中的至少一个；基于经校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片与所述第二叶片之间的运动，从而形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且基于针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息来重建至少一幅图像。
根据本发明的***的另外的其他实施例，提供了一种用于重建由MR成像(MRI)***获得的图像的方法，所述方法由MR成像***的至少一个控制器执行并且可以包括以下动作：利用周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成主磁场不均匀性信息，所述主磁场不均匀性信息指示主场不均匀性；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来生成水图像信息和脂肪图像信息；针对由所述主场不均匀性或在水与脂肪之间的己知的化学位移差引起的空间扭曲来校正所述水信息和所述脂肪信息中的至少一个；基于经校正的水图像信息和经校正的脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片和所述第二叶片的叶片之间的运动，从而个体地形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且将经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个保存在存储器中。
所述方法还可以包括基于针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述单独的或组合的、经运动校正的水信息和脂肪信息来重建至少一幅图像的动作。另外，所述方法可以包括在单个回波序列内采集针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述MR信息的动作。还设想所述方法可以包括执行修正的快速自旋回波(TSE)序列的动作，其中，针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述MR信息是在单个回波序列内在不同的回波位移处采用交错的方式来采集的。还设想所述方法可以包括执行修正的快速自旋回波(TSE)序列的动作，其中，针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述MR信息是在单个回波序列内在单个回波位移处来采集的。还预想所述方法可以包括仅仅使用针对至少所述第一叶片和所述第二叶片采集的所述MR信息来生成针对各自的叶片的所述水信息和所述脂肪信息的动作。另外，所述方法可以包括在至少所述第一叶片与所述第二叶片之间或在针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的用于生成所述水信息和所述脂肪信息的多个切片中的至少两个切片之间交换所生成的主场不均匀性信息的动作。
根据本发明的***的实施例，提供了一种存储在计算机可读非暂态存储介质上的计算机程序，所述计算机程序被配置为重建从磁共振(MR)成像***获得的图像，所述计算机程序包括：程序部分，其被配置为：针对周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成主磁场不均匀性信息，所述主磁场不均匀性信息指示主场不均匀性；单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来来生成水图像信息和脂肪图像信息；针对由所述主场不均匀性或在水与脂肪之间的预定化学位移差引起的空间扭曲来校正所述水图像信息和所述脂肪图像信息中的至少一个；并且基于经校正的水图像信息和经校正的脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片和所述第二叶片的叶片之间的运动，从而个体地形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且将经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个保存在存储器中。
还设想所述程序部分可以还被配置为基于针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述单独的或组合的、经运动校正的水信息和脂肪信息来重建至少一幅图像。还设想所述程序部分可以还被配置为在单个回波序列内采集针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的所述MR信息。
附图说明
将参考附图并且通过范例的方式详细解释本发明，其中：
图1示出了根据本发明的***的实施例操作的磁共振(MR)***的部分的切开侧视图；
图2是图示由根据本发明的***的实施例的磁共振***执行的过程的流程图；
图3示出了图示根据本发明的***的实施例的修正的快速自旋回波(mTSE)序列的示意图；并且
图4示出了根据本发明的***的实施例的***的部分(例如，对等、服务器等)。
具体实施方式
下文是对说明性实施例的描述，其在结合以下附图一起理解时将展示以上指出的特征和优点以及其他特征和优点。在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了说明性细节，例如构架、接口、技术、元件属性、等。然而，对本领域普通技术人员将显而易见的是，偏离这些细节的其他实施例将仍被理解为在所附权利要求的范围之内。此外，出于清楚的目的，将省略对公知的设备、电路、工具、技术和方法的详细描述，从而不使对本发明的***的描述模糊不清。应当明确理解，附图仅出于说明性目的而被包含并且不代表本发明的***的完整的范围。在随附附图中，不同附图中相似的附图标记可以指代类似的元件。术语和/或以及其构成词应被理解为意指在根据权利要求记载的***中以及根据本发明的***的一个或多个实施例中，所记载的元件、动作等中的仅一个或多个可以需要合适地存在、被执行等等(例如，所记载的元件中的仅一个存在，所记载的元件中的两个存在等，直至所有所记载的元件都存在)。类似地，尽管在本文中说明性的使用了诸如“多个”、“多个中的每个”、“多个中的所有”、“所有…”等、以及它们的构成词，但是这些术语以及构成词应被理解为意指在根据权利要求记载的***中以及根据本发明的***的一个或多个实施例中，可以仅需要所记载的元件中的两个或更多个合适地存在、被执行等等(例如，在其中有四个叶片的情况下，多个叶片可以是指这四个叶片中的仅两个，这四个叶片中的三个等，直至所有四个叶片)。
图1示出了根据本发明的***的实施例操作的磁共振(MR)***100(下文中出于清楚的目的为***100)的部分的切开侧视图。***100可以包括控制器110、存储器、显示器、主体102、主磁体104、梯度线圈106、以及射频(RF)部分120中的一个或多个。患者支撑体140可以被提供用于在控制器110的控制下支撑感兴趣对象(OOI)(例如患者101和/或体模(下文中出于清楚的目的为患者))和/或用于将患者101相对于主体102定位于期望的位置和/或取向中。
主体102可以包括位于在相对的端部114之间的至少一个腔体108和主膛112。主膛112可以位于主体102的相对的开口115之间并且可以被配置为通过相对的开口115中的一个来接纳患者101。至少一个腔体108可以被配置为接纳主磁体104、梯度线圈106、以及RF部分120的至少一个部分。主体102还可以包括冷却机构(例如，低温冷却***等)，其被配置为冷却***100的部分，例如主磁体104，如果期望的话。
控制器110可以控制***100的总体操作并且可以包括一个或多个逻辑设备，例如处理器(例如，微处理器等)等。控制器110可以包括主磁体控制器、梯度控制器、RF控制器、以及重建器中的一个或多个。主磁体控制器可以控制主磁体104的操作。梯度控制器可以控制梯度线圈106的操作。RF控制器可以控制RF部分120的操作。重建器可以操作用于重建(例如，来自两个或更多个叶片的)模拟信息和/或形成对应的图像信息，其可以进一步被处理、被存储在***的存储器中用于稍后使用和/或为了用户的方便而被绘制在***的显示器上。
控制器110还可以确定或者以其他方式从用户和/或从存储器获得扫描序列、扫描参数等并且在扫描流程中应用它们。例如，控制器110可以从存储器获得扫描序列并且例如根据扫描序列来控制主磁体104、梯度线圈106和/或RF部分120中的一个或多个以例如获得期望的磁共振信息，例如，回波信息。控制器110和/或其部分可以经由任何合适的方法(例如经由有线的和/或无线的通信方法、经由一个或多个网络(例如，广域网(WAN)、局域网(LAN)、互联网、专用通信总线、控制器区域网络(CAN)、电话网络等))来与存储器、显示器、主磁体104、梯度线圈106、RF部分120中的一个或多个通信。
主磁体104可以具有膛113并且可以被配置为在主膛112内生成主磁场(例如，B0场)。主磁场可以在主膛112的扫描体积内是基本上均匀的。主磁体104可以包括一个或多个主磁体，每个主磁体被配置为生成主磁场的至少部分。主磁体104可以是环形(例如，环)磁体、平面磁体、***式磁体、开放式磁体、半圆(例如，C型)磁体等。主磁体104或其部分可以由任何合适的材料(例如超导材料)构成和/或可以在控制器110的控制下操作。
梯度线圈106可以包括一个或多个梯度线圈(例如，x-梯度线圈、y-梯度线圈以及z-梯度线圈)，其可以在控制器110的控制下沿一个或多个对应的轴生成一个或多个梯度场。RF部分120可以包括一个或多个RF发射线圈，其被配置为在控制器110的控制下发送RF激励脉冲和/或接收(例如，所诱发的)MR信号(例如，回波信息)。例如，在一些实施例中，RF部分120可以包括发送线圈和/或接收线圈的换能器阵列。RF部分120可以位于主体102的主膛112内并且可以被放置在期望的位置和/取向中，例如被放置在患者支撑体140之下，以获得主膛112内的期望的扫描体积的图像。RF部分120可以包括有线类型的RF线圈和/或无线类型的RF线圈。
图2是图示由根据本发明的***的实施例的磁共振***执行的过程200的流程图。过程200可以使用一个或多个计算机来执行，所述一个或多个计算机通过网络通信并且可以从一个或多个存储器获得信息和/或将信息存储到一个或多个存储器，所述一个或多个存储器可以是在彼此本地和/或远离彼此。过程200可以包括以下动作中的一个或多个。另外，这些动作中的一个或多个可以被组合和/或被分离为子动作，如果期望的话。另外，这些动作中的一个或多个可以依赖于设置而被略过，在这种情况下，过程可以执行随后的或者另外的随后动作，如果有的话。图像信息可以包括，例如作为同心矩形条带、或叶片(例如，一个或多个叶片)、绕K空间的中心旋转而采集的图像信息。在操作中，过程可以在动作201期间开始并且然后进行到动作203。
在动作203期间，过程可以将患者定位在MR***的膛中。因此，过程可以控制支撑台(例如，患者支撑台140)的致动器以将患者定位于MR***的膛内的期望的位置和/或取向中。在完成动作203之后，过程可以继续到动作205。
在动作205期间，过程可以执行采集过程(动作207)以采集MR信号(例如，MR信息)并且在其之后根据本发明的***的实施例对所采集的MR信息进行预处理。采集过程可以使用根据本发明的***的实施例的修正的PROPELLER(mPROP)成像方法来执行。在mPROP采集过程期间，可以采集针对一个或多个叶片和切片的数据。其后，在预处理(动作209-221)期间，针对叶片中的一个或多个的MR信息可以根据本发明的***的实施例在运动估计、运动校正和图像重建中的至少一个之前被预处理。预处理可以针对叶片、切片等中的一个或多个而被重复，例如，在系列中在第一叶片和第一切片开始。例如，假设在mPROP成像方法中有N个叶片和M个切片，过程可以开始于一叶片和切片(例如，叶片1和切片1)并且可以继续进行到第N个叶片和第M个切片(例如，叶片N、切片M)，如所示出的。因为动作207到221中的每个可以彼此相似并且可以针对第n个叶片和第m个切片而被重复，出于清楚的考虑，将讨论针对仅一个叶片和切片(例如，叶片1、切片1)执行的动作。
在动作207期间，可以根据本发明的***的实施例使用合适的MR成像方法(例如，(如以下将参考图3描述的)采用mTSE脉冲序列的修正的快速自旋回波(mTSE)成像方法)来采集MR信息。mTSE脉冲序列可以由***的控制器生成并且被选择性地应用到梯度线圈和/或***的RF部分。mTSE脉冲信息或者与其有关的信息可以被存储在***的存储器中并且由控制器获得。例如，图3示出了图示根据本发明的***的实施例的mTSE序列的示意图300。
在示意图300中，射频(RF)脉冲包括单个90度射频(RF)脉冲，其跟随有一系列快速施加的180度脉冲(例如，参见180(1)到180(5)，统称为180(x))，其为重定相(例如，重聚焦)脉冲(下文中出于清楚的考虑为重定相脉冲)。出于说明性目的，这里仅示出了典型的脉冲序列中的较高序号的头五个重定相脉冲。说明性地，所有这些RF脉冲伴随有对应的切片选择梯度(GS)。采集读出AQ包括采集窗(例如，AQ(1)到AQ(4))，其跟随在重定相脉冲(180(x))中的对应的重定相脉冲之后。再次，出于说明性目的，这里仅示出了典型的回波序列中的较高序号的四个采集窗。这些采集窗伴随有对应的读出梯度(GR)。额外地，在90度与头180度RF脉冲之间应用初始失相读出梯度。针对化学位移编码，可以对k空间线进行采样，例如，两次(例如，在各回波时间处或在位移TE1与TE2之间各一次。这里，这些回波位移是通过对读出梯度和采集窗进行移位来实现的。为突出显示它们，虚垂直线指示快速自旋回波的位置。重复的采样可以在两个随后的重聚焦脉冲之后被执行。相位编码梯度(GP)然后在第二重聚焦脉冲之后改变以对另一k空间线进行编码。以这种方式，利用单极读出(即，具有相同的读出梯度极性，这大大简化了相位校正)在单个回波序列内收集针对单个切片的针对单个叶片的数据，并且形成针对第n个叶片和第m个切片中的一个或多个的对应的MR信息，其将根据本发明的***的实施例进一步被处理。因此，在回波时间或位移处被采集的要在PROPELLER成像方法中在单个叶片上执行水-脂肪分离的数据(其为形成单个叶片的k空间线)可以利用根据本发明的***的实施例施加的单个回波序列来采集。因此，可以增强数据一致性和水-脂肪分离和相位校正。在另外的其他实施例中，脉冲序列可以被形成为使得数据采集被扩展到多于两个不同的回波时间或位移，例如，扩展到Y个回波时间或位移(例如，TE1、TE2…TEY-1、TEY)。在另外的其他实施例中，设想该过程可以采用梯度和快速自旋回波(GRASE)序列(例如，而非mTSE序列)以在单个重定相(例如，重聚焦)脉冲之后覆盖多于一个回波时间或偏移。在采集MR信息和完成动作207之后，过程可以继续到动作209。
在动作209期间，过程可以执行对在动作207期间采集的MR信息的通道组合以形成经通道组合的信息(CC信息)。因此，来自不同线圈元件(例如，来自例如RF部分的多个通道中的一个或多个通道)的MR信息可以例如针对两个或更多个叶片被单独地组合(例如，N个叶片中的两个或更多个第n个叶片)，其包括以下中的一个或多个：均匀性校正、平行成像重建、压缩感测重建和/或其组合并且该过程可以形成对应的经通道组合的信息。在完成动作209之后，过程可以继续到动作211。
在动作211期间，过程可以在(针对N个叶片的对应的叶片中的两个或更多个的)CC信息上执行水-脂肪分离以形成水信息和脂肪信息(分别为213和215)以及主场(B0)不均匀性信息(217)。该过程可以使用任何合适的水-脂肪分离方法来执行水-脂肪分离。特别地，该过程可以使用两点迪克逊方法，其通常也提供主B0不均匀性信息。设想所生成的主场B0不均匀性信息在针对两个或更多个叶片或两个或更多个切片的水-脂肪分离之间交换，以确保在叶片和切片中的两个或更多个上的一致的水-脂肪分离并且因此对抗由一个叶片维度中的低分辨率引起的水脂肪交换的增加的风险。根据示范性实施例，为获得针对每个叶片的B0图，首先针对每个切片生成B0图：在每个回波上执行具有运动校正的PROPELLER以生成具有等体积的像素尺寸的两幅图像。然后执行迪克逊水-脂肪分离以输出针对每个切片的B0图。在该步骤中，叶片在读出方向上可以在k空间域中被剪裁到它们的原始尺寸的四分之一，而每个叶片的线的数量保持不动。这样做有几个原因：第一，利用降低的叶片尺寸，PROPELLER和迪克逊算法两者都快得多。第二，由可能的大的水-脂肪外衬(WFS)造成的脂肪的模糊被隐藏在四倍大的体素中。并且第三，B0场在空间中是缓慢变化的，从而允许较低的空间分辨率。接下来，针对每个叶片个体地调整针对每个切片的B0图。这涉及根据叶片读出方向来旋转B0图并且如由PROPELLER算法所探测的额外地应用旋转和平移。每个得到的B0图在k空间域中被剪裁和插值到原始叶片尺寸。在完成动作211之后，过程可以继续到动作219。
在动作219期间，该过程可以校正脂肪信息(215)的空间扭曲以根据水信息(213)形成经扭曲校正的脂肪信息。该扭曲校正也可以考虑由于如由主场(B0)不均匀性信息(217)所指示的主场(B0)不均匀性引起的水和脂肪的位移。因此，扭曲校正可以补偿由于在水与脂肪之间的化学位移的己知差(例如，其可以形成在水与脂肪之间的化学位移的预定己知差)的脂肪相对于水的位移，并且补偿由于(如根据通过在动作211期间执行的水-分离所提供的主场不均匀性信息己知)主场不均匀性的水和脂肪两者的位移。在完成动作219之后，过程可以继续到动作221。
在动作221期间，该过程可以执行对水信息(213)和脂肪信息的相位校正以分别形成经相位校正的水和脂肪信息。该过程可以使用任何合适的相位校正方法来达到这一点。特别地，先前提出的用于PROPELLER成像的相位校正方法可以在该阶段中被应用。备选地，并且根据本发明的***的一些实施例，可以在更早的阶段中应用相位校正。然而，优选的是确保相位校正不干扰水-脂肪分离，其依赖于相位信息，即，相位校正必须被一致地应用到在不同的回波时间或回波位移处收集到的对应的MR信息。备选地，并且根据本发明的***的实施例，也可以在动作223中执行的运动估计和/或运动校正之后应用相位校正。在完成动作221之后，过程可以继续到动作223。
在动作223期间，该过程可以在经扭曲校正和相位校正的水信息和经扭曲校正和相位校正的脂肪信息上执行运动估计和/或运动校正以单独地针对N个叶片中的每个形成经扭曲校正、相位校正和运动校正的(经DMP-校正的)信息。经DMP校正的信息可以被分离为针对每个叶片的水信息和脂肪信息(例如，参见225-1,1到225-N,M)。备选地(依赖于***和/或用户设置)，可以例如通过形成水信息和脂肪信息的线性组合来重新组合经DMP校正的信息例如以获得同相信息。根据本发明的***的实施例，设想可以例如同时地针对两个或更多个叶片和切片或者同时地针对单个切片的两个或更多个叶片来执行运动估计和运动校正。还设想可以在分离的水信息和脂肪信息上执行运动估计和校正，从而利用该信息的不同的特性，例如结构、稀疏度、和对比度。另外，设想如果预计的或实际的运动为或者倾向于不被在对运动的估计和校正中采用的模型良好地描述，则可以略过运动估计和校正。例如，在运动通常造成弹性变形的解剖结构中，例如腹部，基于刚体的运动估计和校正可以是不利的并且可以因此被略过，在这种情况下，过程可以执行随后的或另外的随后动作(例如，一个或多个随后动作，例如动作227和/或另外的动作，如果有的话)。因此，该***可以使用任何合适的方法来确定预计的或实际的运动是否为或者倾向于不被在对运动的估计和校正中采用的模型良好地描述。
在另外的其他实施例中，针对每个叶片和/或切片(或者选定叶片和/或切片)的数据可以被输出和/或被存储在***的存储器中以用于稍后使用，如果期望的话。在完成动作223之后，过程可以继续到动作227。
在动作227期间，该过程可以通过使用任何合适的重建方法(例如网格重建方法)来组合针对一个或多个切片的两个或更多个叶片的第m个切片的数据(例如，其可以包括针对一个或多个叶片的经DMP校正的信息(例如，参见225-1,1到225-N,M))并且形成对应的重建信息来重建图像。如可以容易地理解的，根据本发明的***的实施例，针对一个或多个叶片的数据可以例如是经运动校正的，例如，在没有针对一个或多个叶片略过动作223的情况下。无论如何，图像重建可以通过在网格重建中组合针对一个或多个切片的两个或更多个叶片(例如，每个切片的所有叶片)并且形成对应的重建信息来实现。根据本发明的***的实施例，在数据预处理的结束重新组合针对两个或更多个叶片的水信息和脂肪信息允许在得到的完全分辨率的复合图像上重新迭代水-脂肪分离，从而潜在地增强水-脂肪分离的准确度以及得到的完全分辨率的水图像和脂肪图像的质量。根据本发明的***的实施例，该过程可以在网格重建中重新考虑RF部分的不同线圈元件的空间灵敏度的差异，这可以增强图像质量。在完成动作227之后，过程可以继续到动作229。
在动作229期间，该过程可以在***的显示器上绘制重建信息，使得用户可以观察根据本发明的***的实施例获得的图像。另外，该过程还可以提供用户接口(UI)，用户可以与其交互以改变观察参数，输入信息(例如，标注、命令、选择等)。例如，用户可以选择分别地观察水图像和脂肪图像或者可以选择观察水和脂肪组合的图像。根据本发明的***的实施例，图像采集、处理和绘制可以实时地进行。在完成动作229之后，过程可以继续到动作231。
在动作231期间，由该过程生成的信息(例如，重建信息)可以被存储在***的存储器中以用于稍后使用。可以容易地理解，在该过程期间和/或之后的任何时间，信息可以被存储用于随后的绘制和/或处理。在完成动作231之后，该过程可以继续到动作233，该过程可以结束。
图4示出了根据本发明的***的实施例的***400的部分。例如，本发明的***的部分可以包括处理器410(例如，控制器)，其操作性耦合到存储器420、显示器430、RF换能器460、磁线圈490、以及用户输入设备470。存储器420可以是用于存储应用数据以及与所描述的操作有关的其他数据的任何类型的设备。应用数据和其他数据由处理器410接收以用于将处理器410配置(例如，编程)为执行根据本发明的***的操作动作。经如此配置的处理器410变为特别适于执行根据本发明的***的实施例的专用机器。
操作动作可以包括通过例如控制磁线圈490和/或RF换能器460来配置MRI***。磁线圈490可以包括主磁线圈、以及梯度线圈(例如，x-梯度线圈、y-梯度线圈和z-梯度线圈)并且可以被控制为以期望的方向和/或强度来发射主磁场和/或梯度场。控制器可以控制一个或多个电源来向磁线圈490提供电力，使得期望的磁场在期望的时间被发射。RF换能器460可以被控制以将RF脉冲发射到患者处和/或被控制为从其接收回波信息。重建器可以处理接收到的信号(例如，回波信息)以及(例如，使用根据本发明的***的实施例的一种或多种重建算法)将它们变换成可以包括图像信息(例如，静态或视频图像(例如，视频信息))、数据、和/或图表的内容，其可以例如被绘制在例如本发明的***的用户接口(UI)(例如，显示器430等)上。另外，该内容可以然后被存储在该***的存储器(例如，存储器420)中以用于稍后使用。因此，操作动作可以包括请求、提供、和/或绘制例如如本文中所描述的根据回波信息获得的重建的图像信息。处理器410可以在***的UI(诸如***的显示器)上绘制诸如视频信息的内容。
用户输入470可以包括键盘、鼠标、轨迹球、或其他设备，例如触敏显示器，其可以是独立的或者可以是经由任何可操作链接与处理器410通信的***的部分。用户输入设备470可以能操作用于与处理器410交互，包括使得能够在如本文中所描述的UI内交互。显然，处理器410、存储器420、显示器430、和/或用户输入设备470可以全部或部分地为计算***或其他设备(例如MR***)的部分。
本发明的***的方法特别适合于由计算机程序来执行，这样的程序包含对应于由本发明的***描述的和/或设想的个体步骤或动作中的一个或多个的模块。这样的程序当然可以被实现在计算机可读介质中，计算机可读介质例如集成芯片、***设备或存储器，例如存储器420或耦合到处理器410的其他存储器。
包含在存储器420中的程序和/或程序部分可以对处理器410进行配置以实现本文中所公开的方法、操作动作、以及功能。
处理器410能操作用于响应于来自用户输入设备470的输入信号以及响应于例如网络480的其他设备来提供控制信号和/或执行操作以及运行存储在存储器420中的指令。处理器410可以包括以下中的一个或多个：微处理器、(一个或多个)专用或通用集成电路、逻辑器件、等。另外，处理器410可以是用于根据本发明的***来执行的专用处理器或者可以是通用处理器，其中，许多功能中的仅一种操作用于根据本发明的***来执行。处理器410可以使用程序部分、多个程序段来操作，或者可以是使用专用集成电路或多用途集成电路的硬件设备。
本发明的***的实施例可以提供快速成像方法以采集和重建图像。合适的应用可以包括诸如MRI和MRS***等的成像***，其需要：短的采集时间和高的分辨率同时消除例如由于化学位移和主场不均匀性而引起的不利效应。本领域普通技术人员将容易进行对本发明的***的另外的变型并且本发明的***的另外的变型由所附权利要求所涵盖。
最终，以上讨论旨在仅仅为对本发明的***的说明并且不应理解为将所附权利要求限制到任何特定的实施例或实施例的组。因此，尽管己参考示范性实施例描述了本发明的***，但是应该理解，本领域普通技术人员可以设计出许多修改和替代性实施例，而不偏离在随后的权利要求中所阐述的本发明的***的更宽泛的和意图的精神和范围。因此，说明书和附图应被视为是以说明性的方式并且不旨在限制随附权利要求的范围。
在解释随附的权利要求时，应当理解：
a)“包括”一词不排除在给定权利要求中所列举的其他元件或动作之外的元件或动作的存在；
b)在元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在；
c)在权利要求中的任何附图标记不限制其范围；
d)若干“单元”可以由相同的项或硬件或软件实现的结构或动能来表示；
e)所公开的元件中的任何可以包括硬件部分(例如，包括分立的且集成的电子电路)、软件部分(例如，计算机程序)、以及它们的任何组合；
f)硬件部分可以包括逻辑部分和数字部分中的一个或两者。
g)所公开的设备或其部分中的任何可以被组合到一起或者被分割成进一步的部分，除非专门另行指出；
e)并不旨在要求动作或步骤的特定顺序，除非明确指出；并且
i)术语“多个”元件包括要求保护的元件中的两个或更多个，并且并不暗示元件的特定数量范围；即，多个元件可以为少至两个元件，并且可以包括不可估量的数量的元件。
参考文献
以下列出的参考文献1至4在此通过引用并入并且在本文中的说明书中分别使用参考标记R1至R4来引用。例如，R1可以引用第一个参考文献(例如，由Pipe,JG著作的参考文献)。
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Claims (11)

1.一种磁共振成像***(100、400)，所述磁共振成像***包括至少一个控制器(110、410)，所述至少一个控制器被配置为：
针对周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成主磁场不均匀性信息，所述主磁场不均匀性信息指示主磁场不均匀性；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来生成水图像信息和脂肪图像信息；
针对由所述主磁场不均匀性或在水与脂肪之间的预定化学位移差引起的空间扭曲来校正所生成的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个；
基于经校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片与所述第二叶片之间的运动，从而形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且
将经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个保存在存储器中。
2.如权利要求1所述的磁共振成像***，其中，所述至少一个控制器还被配置为基于经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息来重建至少一幅图像。
3.如权利要求1所述的磁共振成像***，其中，所述至少一个控制器还被配置为在单个回波序列内采集针对每个单个叶片的所述磁共振数据。
4.如权利要求3所述的磁共振成像***，其中，所述至少一个控制器还被配置为执行修正的快速自旋回波(TSE)序列，其中，针对每个单个叶片的所述磁共振数据是在单个回波序列内在不同的回波位移处采用交错的方式来采集的。
5.一种磁共振成像***(100、400)，所述磁共振成像***包括至少一个控制器(110、410)，所述至少一个控制器被配置为：
针对周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成主磁场不均匀性信息，所述主磁场不均匀性信息指示主磁场不均匀性；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来生成水图像信息和脂肪图像信息；
针对由所述主磁场不均匀性或在水与脂肪之间的预定化学位移差引起的空间扭曲来校正所生成的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个；
基于经校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片与所述第二叶片之间的运动，从而形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且
基于针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息来重建至少一幅图像。
6.一种用于重建由磁共振成像***(100、400)获得的图像的方法，所述方法由磁共振成像***(100、400)的至少一个控制器(110、410)执行并且包括以下动作：
针对周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集(207)针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成(217)主磁场不均匀性信息，所述主磁场不均匀性信息指示主磁场不均匀性；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来生成(211)水图像信息和脂肪图像信息；
针对由所述主磁场不均匀性或在水与脂肪之间的己知的化学位移差引起的空间扭曲来校正(221)所生成的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个；
基于经校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片与所述第二叶片之间的运动，从而形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且
将经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个保存(231)在存储器中。
7.如权利要求6所述的方法，还包括基于针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息来重建至少一幅图像的动作。
8.如权利要求6所述的方法，还包括在单个回波序列内采集针对每个单个叶片的所述磁共振数据的动作。
9.如权利要求8所述的方法，还包括执行修正的快速自旋回波序列的动作，其中，针对每个单个叶片的所述磁共振数据是在单个回波序列内在不同的回波位移处采用交错的方式来采集的。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读非暂态存储介质，所述计算机程序被配置为重建从磁共振成像***(100、400)获得的图像，所述计算机程序包括：
程序部分，其被配置为：
针对周期性旋转重叠平行线及增强重建(PROPELLER)成像方法的至少第一叶片和第二叶片采集针对至少两个不同回波时间的k空间线的磁共振数据；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对相应叶片所采集的磁共振数据来生成主磁场不均匀性信息，所述主磁场不均匀性信息指示主磁场不均匀性；
单独地针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个，仅基于针对所述相应叶片所采集的磁共振数据和所生成的针对所述相应叶片的主磁场不均匀性信息来生成水图像信息和脂肪图像信息；
针对由所述主磁场不均匀性或在水与脂肪之间的预定化学位移差引起的空间扭曲来校正所生成的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个；
基于经校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个来估计并校正在至少所述第一叶片与所述第二叶片之间的运动，从而形成针对至少所述第一叶片和所述第二叶片中的每个的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息；并且
将经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息中的至少一个保存在存储器中。
11.如权利要求10所述的计算机可读非暂态存储介质，其中，所述程序部分还被配置为基于针对至少所述第一叶片和所述第二叶片的经运动校正的水图像信息和脂肪图像信息来重建至少一幅图像。
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