用於磁共振圖像處理的信號壓縮度的動態匹配的製作方法

2023-05-20 12:15:31 2

用於磁共振圖像處理的信號壓縮度的動態匹配的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種由利用磁共振斷層造影設備（101）的多個（N）線圈（40）分別從身體（105）的待檢查區域（K）接收的信號（SIG）的N個接收信號數據組（EDS）利用圖像處理計算機（REKON）產生（KR，REKON）圖像（IMG）的裝置和方法，其中利用壓縮度確定裝置（KBE）考慮至少也表示圖像處理計算機的系統資源（SR）的多個參數（SY、SR、VG）確定由利用多個線圈（40）接收的信號（SIG）產生的N個接收信號數據組（EDS）的數量N與模式數據組（MDS）的較小的（M＜N）數量M的比率N/M，其中利用壓縮計算機（KR）將N個接收信號數據組（EDS）壓縮為M個模式數據組（MDS），據此利用M個模式數據組（MDS）利用圖像處理計算機產生身體（105）的區域（K）的圖像（IMG）。
【專利說明】用於磁共振圖像處理的信號壓縮度的動態匹配
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於MRT成像的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]磁共振斷層造影設備(MRT)或壓縮法例如由如下公知:
[0003]-DE102005018814A1
[0004]-DE102009012109A1
[0005]-Huang, Vi jayakumar, Li, Hertel, Duensing所著「Magnetic Resonance Imaging，，中的 「A software channel compression technique for faster reconstruction withmany channels，，
[0006]-http: //epub.ub.un1-muenchen.de/12456/l/BA Berger, pdf (第三章)

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是，優化一種MRT。
[0008]上述技術問題分別通過獨立權利要求的特徵來解決。優選的擴展在從屬權利要求和描述中給出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本發明的可能的實施的其它特徵和優點藉助於附圖由下面對實施例的描述給出。附圖中(圖1-7也作為【背景技術】，儘可能按照DE102005018814A1):
[0010]圖1示出了用於執行方法的MRT設備的示意圖，
[0011]圖2示意性示出了根據GRAPPA的圖像重建的原理過程，
[0012]圖3A針對包括參考行的三個減小的數據組詳細示出了 k矩陣的拍攝特性，
[0013]圖3B示出了按照圖3A的重建的(變完整的)數據組，
[0014]圖4A示意性示出了常規的GRAPPA重建矩陣對不完整的數據組塊的影響，
[0015]圖4B示出了縮減的GRAPPA重建矩陣對不完整的數據組塊的影響，
[0016]圖5示意性示出了用於確定4X2縮減矩陣的PCA算法，
[0017]圖6示意性示出了在使用縮減矩陣以及GRAPPA重建矩陣的條件下由三個輸入信道按照本發明縮減為兩個輸出信道，和
[0018]圖7示意性示出了與PPA編碼方向正交的中央k空間段，其可以針對在PCA算法中獲得最大的PPA編碼信息而被應用。
[0019]圖8簡化示意性示出了用於確定壓縮度K=M/N的按照本發明的方法，其中通過縮減矩陣CM(m0將利用MRT陣列的N個線圈產生的信號數據組壓縮為少於N的可用於隨後的MRT圖像重建的M個模式數據組，
[0020]圖9簡化示意性示出了縮減矩陣CM (NxM)的按照本發明的應用，用於將利用MRT陣列的N個線圈產生的信號數據組壓縮為少於N的可用於隨後的MRT圖像重建的M個模式數 據組。
【具體實施方式】
[0021]在使用多信道線圈的情況下特別是與並行的成像(SENSE、GRAPPA、SMASH等)相結合會導致要求極其高的計算功率和存儲容量。這一點在讀取特別是圖像重建計算機的系統內存的情況下以及在其計算功率的情況下產生開銷。在計算功率較小的情況下產生對於重建圖像來說明顯更長的等待時間，該等待時間例如可以在3至20分鐘的時間範圍內延伸，該等待時間這麼長是不希望的。多信道線圈雖然可以加速測量時間，但圖像的可用性決定性地通過重建時間而不通過測量時間確定。
[0022]基於基本知識(預掃描測量或校準數據)來壓縮信道的方法例如在Griswold, Kannengiesser, Jellus 的 DE 102005018814 Al 或 Biber 的 2008E15617DE 中描述。
[0023]在此尤其採用主成分分析(PCAprincipal component analysis)。
[0024]這例如也在Huang, Vijayakumar, Li, Hertel, Duensing 的出版物 「Asoftwarechannel compression technique for faster reconstruction with manychannels」，Magnetic Resonance Imaging及其中引用的作品中描述，並且尤其在Griswold, Kannengiesser等人的申請DE 102005018814A1中詳細描述。在那裡解釋了，(例如來自於線圈陣列的N個線圈的)N個輸入信道可以通過乘以大小為NxM的壓縮矩陣而被壓縮為M個「模式」(在此也稱為進一步處理數據組或進一步處理信道)或者特別是在PCA的情況下也稱為「主成分」。在此可能的是，明顯地壓縮了數據，例如N=32個線圈信道被壓縮為僅M=16個主成分(參見DE 102005018814麼1，圖5，6)並且在此僅須接受少的百分比的關於圖像平均的SNR損失。
[0025]該SNR壓縮面臨如下事實，即，在信道減半的情況下儲存和計算需求例如可接受地降低2至4倍。
[0026]但誠實地講在迄今的出版物中存在如下問題:為了進一步處理，應當引入多少模式或主成分。也就是涉及壓縮矩陣的參量的數量M的確定。此外，在DE 102005018814A1中沒有詳細描述對於確定數量M而引入的標準。
[0027]在技術文件中公知用於選擇主成分數量的各種方法。例如可以參考http://epub.ub.un1-muenchen.de/12456/l/BA_Berger.pdf 第三章。但其都與品質標準(Gutekriterium)的擴展有關,其描述了在特定數量的主成分中包含多少信息。
[0028]但在對於醫學技術以及特別是對於MRT的應用的背景中也一起考慮技術上的邊界條件。在此設定的問題在於，可以採用哪種標準來選擇主成分或模式的數量以及怎樣選擇可以有助於最優地使用系統的硬體設備。
[0029]按照至少在內部公知的解決方案，具有內部VD13公知版本的軟體壓縮法的實施是可用的。在此，主成分的數量M通過在http://epub.ub.un1-muenchen.de/12456/l/BA_Berger, pdf中第三章描述的品質標準來確定。
[0030]同樣至少在內部公知如下軟體方法，其這樣限制測量的參數化，使得不能超過可用的計算功率或通用的MRT設備功率(例如HF放大器的、梯度放大器的作為時間、振幅和上升時間的函數的功率)。為此軟體組件包括如下模型，其可以依據測量參數在系統上預先計算功率要求並且由此可以防止設置技術上不能實現的測量參數。由此可用的存儲器例如也可以限制到可測量的層的數量(例如在3D成像的情況下)。
[0031]按照本發明的實施，作為對於壓縮度M/N (來自於N個線圈元件的M個主成分；M〈N)的計算的標準，也可以使用參數，所述參數也可以表示圖像處理計算機的系統資源SR，例如:
[0032]1.對於在圖像處理計算機方面的圖像重建可用的、圖像處理計算機REKON的存儲器SP可以反作用於所選擇的主成分或模式的數量。由此例如在具有較小的計算功率/存儲容量的計算機的情況下還是能夠例如重建高的層數量或具有大的矩陣大小(例如512x512像素)的圖像。在此折衷地考慮，在較小的存儲器的情況下有些較高的SNR損失，因為該較小的存儲器可以處理少的主成分。但是有利的是如下事實，即，只要大致M>N/5 (在此以及下面可以由公知的用於最小質量的標準來確定不應當低於此的下限M_min。如果違反了該限制條件，則系統例如拒絕執行測量)，則SNR損失非常連續地隨著數量M的降低而上升並且不具有大的跳變。由此可能的是，在給出的存儲器的情況下用測量參數、諸如層數量和矩陣大小以及加速因數，可以換取漸增的SNR損失,這在http://epub.ub.un1-muenchen.de/12456/l/BA_Berger.pdf中給出的方法中不可能出現，因為該方法總是要求固定數量的主成分以滿足品質標準。如果該數量會導致存儲器超出，則上面描述的以該方法的壓縮不能實現。
[0033]2.例如當原始信道的重建超出重建計算機REKON的功率時，實施才採用PCA。所使用的主成分的數量M以及是否完全採用該方法的問題可以取決於重建系統的特性。預測計算功率/存儲器需求的模型可以用於這樣限制主成分的數量，使得在給出的存儲器的情況下可以進行重建。
[0034]3.除了存儲量之外也可以引入(單獨或附加的)其它標準、諸如重建時間(處理器功率)來確定數量M。
[0035]4.該方法相對於 http://epub.ub.un1-muenchen.de/12456/l/BA_Berger.pdf中描述的方法還提供如下優點，即，(只要原始信道的應用超出存儲器需求)存儲器可以總是被完全滿載並且相對於使用來自於http://epub.ub.un1-muenchen.de/12456/l/BA_Berger, pdf的固定標準(其可能選擇比存儲器可以處理的更少的主成分)可以使SNR損失最小化。
[0036]5.為此也可以由客戶設置參數(下面也稱為高級參數，High Level Parameter)、諸如速度("Speed")和/或質量("Quality")，系統基於這些參數判斷，使用多少個主成分(在此可以應用 http://epub.ub.un1-muenchen.de/12456/l/BA_Berger.pdf 中的方法)。
[0037]6.邊界條件可以由測量的性質給出。由此，具有交互特性的測量典型地比在圖像計算結束後為了之後的診斷而首先傳送到存檔系統(PACS)中的測量更快地被重建。
[0038]根據本發明的實施方式，形成在所選擇的模式或主成分的數量與MRT測量系統的另外的特性之間的動態關聯。由此，動態的壓縮度控制可以允許依據現有的系統資源優化圖像質量。
[0039]在按照圖8的本發明的實施方式的示例中，接收器R(在此例如由具有多個線圈40的線圈陣列4，例如局部線圈陣列和/或身體線圈)從待檢查的區域K、例如(圖1中在MRT之外示出的並且可以移入體積V中的)身體105的身體軀幹K接收信號(SIG)，並且其作為接收信號數據組EDS (輸入數據)進一步傳輸到壓縮度確定裝置KBE和壓縮計算機KR。
[0040]壓縮度確定裝置KBE基於一個或多個不同的其已知的或由使用者手動輸入的參數VG、SY、SR確定由利用多個線圈40接收的來自於身體區域K的信號SIG (必要時利用放大、AD轉換等)產生的N個接收信號數據組EDS的數量N與模式數據組MDS的較小的(M〈N)數量M的(額定)比率N/M。(M也稱為模式或進一步處理信道或主成分。)
[0041]用於確定(額定)比率N/Μ的可能的參數例如是:
[0042]-系統資源SR，諸如對於圖像重建可用的、圖像處理計算機REKON的存儲器SP和/或對於圖像重建可用的、圖像處理計算機REKON的至少一個處理器PR (例如CPU、GPU)的計算功率或處理器功率，和/或
[0043]-預給定參數(也稱為「高級參數」)VG,諸如預計的利用圖像處理計算機進行圖像重建所需的圖像重建時間、作為MRT的使用者的輸入來接收或選擇的、該使用者最大可接受的需要的圖像重建時間，圖像重建的允許的信噪比損失，和/或
[0044]-來自於(圖像處理的)系統模型的參數SY，和/或
[0045]-(局部線圈)陣列L的線圈40的數量。
[0046]特別地，當壓縮法基於PCA時還可以確定以特徵向量矩陣的形式的矩陣C。
[0047]在通過壓縮度確定裝置KBE確定(額定)比率N/Μ之後計算矩陣CM，該矩陣CM (下面也稱為[CM]nxm)可以用來從接收信號數據組EDS形式的輸入數據利用壓縮計算機KR產生模式數據組MDS形式的輸出數據。從M個模式數據組中可以利用(具有簡化示出的存儲器SP和處理器PR的)(本身公知的MRT)圖像處理計算機REKON產生(「重建」)身體105的區域K的圖像MG (並且然後存儲或在顯示屏上輸出等)。
[0048]圖9簡化示意性示出了縮小矩陣[CM]NxM的應用，其用於將利用MRT線圈陣列4的N個線圈(1，2..N)從身體的區域(例如身體軀幹K)接收(以及必要時放大、數位化等)的N個信號數據組EDS壓縮為可以用於隨後的MRT圖像重建的M (並且小於N)個模式數據組MDS，所述模式數據組MDS可以用於通過例如GRAPPA、SENSE等方法的圖像重建。
[0049]本發明的關於【背景技術】的其他詳細描述和可能的應用由DE102005018814A1給出，其通過參考成為該申請的部分並且引用如下:
[0050]圖1示出了按照本發明用於產生對象的核自旋圖像的磁共振成像設備或核自旋斷層造影設備的示意圖。核自旋斷層造影設備的結構在此相應於常規的斷層造影設備的結構。基本場磁鐵I產生時間上恆定的強磁場，其用於極化或對齊在對象的檢查區域、例如人體的待檢查的部位中的核自旋。在測量體積V中定義對於核自旋共振測量所需的基本場磁鐵的高均勻性，將人體的待檢查的部位引入該測量體積。為了滿足均勻性要求並且特別是為了消除時間上不變的影響在合適的位置上安裝由鐵磁材料構成的所謂的勻場片。通過勻場線圈2消除時間上可變的影響，該勻場線圈通過勻場電源來控制。
[0051]在基本場磁鐵I中置入梯度線圈系統3，後者由多個繞組(所謂的子繞組)組成。每個子繞組由放大器供電以用於產生在笛卡爾坐標系的各個方向上的線性梯度場。梯度場系統3的第一子繞組在此產生在X方向上的梯度Gx，第二子繞組產生在y方向上的梯度Gy並且第三子繞組產生在z方向上的梯度Gz。每個放大器包括數字模擬轉換器，後者由序列控制器18控制以用於時間正確地產生梯度脈衝。[0052]在梯度場系統3內存在高頻天線4，後者將由高頻功率放大器輸出的高頻脈衝轉換為用於激勵待檢查對象或對象的待檢查區域的核以及對齊核自旋的交變磁場。高頻天線4在PPA成像系統中由一個或多個以例如組件線圈的線性的布置的形式的HF發送線圈以及多個HF接收線圈組成。由高頻天線4的HF接收線圈將從進動的核自旋出發的交變場，即，通常通過由一個或多個高頻脈衝以及一個或多個梯度脈衝組成的脈衝序列引起的核自旋迴波信號，轉換為電壓，該電壓經由放大器7傳送到高頻系統22的高頻接收信道8。高頻系統22還包括發送信道9，在該發送信道中產生用於激勵核磁共振的高頻脈衝。在此，在序列控制器18中將各個高頻脈衝根據由設備計算機20預定的脈衝序列數字地作為複數的序列表示。該數字序列作為實部以及作為虛部分別經由輸入端12傳送到高頻系統22中的數字模擬轉換器並且從該數字模擬轉換器傳送到發送信道9。在發送信道9中將脈衝序列加調製到高頻載波信號，其基頻相應於測量體積中核自旋的共振頻率。
[0053]從發送運行到接收運行的切換通過發送-接收轉換器6進行。高頻天線4的HF發送線圈將用於激勵核自旋的高頻脈衝入射到測量體積V中並且通過HF接收線圈採樣所產生的回波信號。將相應獲得的核共振信號在高頻系統22的接收信道8中相位敏感地解調並且經由各自的模擬數字轉換器轉換為測量信號的實部和虛部。通過圖像計算機17從這樣獲得的測量數據中重建圖像。測量數據、圖像數據和控制程序的管理通過設備計算機20進行。序列控制器18根據規定利用控制程序控制各個期望的脈衝序列的產生和k空間的相應採樣。序列控制器18在此特別控制時間正確地接通梯度、發送具有定義的相位和振幅的高頻脈衝以及接收核共振信號。用於高頻系統22和序列控制器18的時間基礎由合成器19提供。用於產生核自旋圖像的相應的控制程序的選擇以及產生的核自旋圖像的顯示通過終端21來進行，該終端包括鍵盤以及一個或多個顯示屏。
[0054]為了能夠利用MRT設備進行PPA測量，目前的標準是，特別是在相位編碼方向上(y方向，LIN)不使用單個的線圈，而是使用由多個線圈組成的裝置。所述所謂的組件線圈連接為線圈陣列並且互相相鄰或重疊地布置，由此同樣可以拍攝相鄰的重疊的線圈圖像。如果在改善SNR的情況下不應當延長採集時間，則線圈陣列的線圈必須同時接收。因此，每個線圈需要其單獨的接收器，如已經提到的由前置放大器、混合器和數字模擬轉換器組成的那樣。該硬體極其昂貴，這在實踐中導致陣列中的線圈數量受到限制。目前，陣列通常最大具有32個單個線圈。
[0055]但是打算顯著提高PPA線圈陣列的組件線圈的數量。具有直至96個輸入信道的系統處於試驗階段。在此已經示出，該高的數量的PPA線圈極大地提高了對設備計算機或系統控制器的硬體和軟體關於計算功率和存儲器容量的要求。在一些PPA方法中功率要求的提高特別高，例如在GRAPPA中，其具有圖像重建計算時間與參與的組件線圈的數量的超二次方的依賴關係。本發明的目的是，這樣加速GRAPPA圖像重建方法，使得在高的線圈數量的情況下也保持計算時間在可接受的範圍內。
[0056]這一點如下地實現，即，在輸出側縮減參與GRAPPA圖像重建的信道(PPA線圈)的總數，方法是不再將所有參與的N個線圈藉助NxN-GRAPPA重建矩陣(X)又映射到N個線圈(例如圖4A)，而是按照圖圖4B從數量N個輸入信道40出發(圖5)現在藉助縮減的NxM-GRAPPA重建矩陣(X')映射到較小數量M個輸出信道。輸出信道的少量縮減已經這樣降低了 GRAPPA重建矩陣的複雜性，即明顯減小了對於GRAPPA重建所需的計算時間。[0057]即，通過不再將所有N個不完整測量的數據組通過GRAPPA重建變完整並且進行傅立葉變換，而是由N個不完整測量的數據組僅形成子集M個不完整的數據組並且現在將該減小數量的不完整的數據組通過GRAPPA重建變完整、進行傅立葉變換以及疊加，總體上可以明顯減小計算時間。N和M是正整數，其中成立N>M。
[0058]按照本發明形成子集M (其在另外的過程中稱為「縮減(Reduktion)」)基於NxM縮減矩陣45的應用，該縮減矩陣可以以不同的方式並且根據不同的視角形成。
[0059]用於確定這樣的NxM縮減矩陣的可能的方法在於對協方差矩陣41進行特徵向量分析，該協方差矩陣41由N個不完整測量的數據組構成。下面按照圖5針對從N=4至M=2的信道縮減解釋該方法，也稱為PCA算法(英文Principal-Component-Analysis PCA,主成分分析):
[0060]出發基礎是N=4個由四個在相位編碼方向上布置的組件線圈(4個輸入信道)測量的不完整的數據組40。
[0061]各個數據組40以A、B、C和D來表示並且分別由相同數量的值(測量的頻率條目或k矩陣的係數)組成。通過構成協方差矩陣41cov，現在彼此統計地比較這些數據組A、B、C、D。協方差cov(A，B, C，D)描述了測量值系列A、B、C、D的共同變化(或共變，Kovariieren)的程度並且是參與的變量的平均偏差乘積的和。協方差矩陣的隨後的特徵向量分析能夠確定PPA線圈系統的特徵向量42，該特徵向量並排寫入地形成系統的特徵向量48eig ，以及與各個特徵向量42對應的特徵值43。特徵值43的大小表示各個特徵向量42的信息含量。
[0062]如果特徵向量42按照其特徵值43的大小分類(例如最大的特徵值在最左邊，最小的特徵值在最右邊)，則特徵向量矩陣48保持列(特徵向量42)的重要性的從左到右的漸變。
[0063]如果現在進行從N=4個信道到例如M=2個信道的信道縮減，則在儘可能小的信息損失的情況下(N-M=4-2=2個其餘的特徵向量被捨棄)選擇M=2個左邊的特徵向量，其總地來說構成該信道縮減的NxM縮減矩陣45。縮減係數構成縮減矩陣45的內容。
[0064]如果將由此獲得的NxM縮減矩陣45應用到N個不完整測量的數據組A、B、C、D(在矩陣44和45的矩陣相乘的意義上)，則獲得M個縮小的數據組α、β，其本身構成以矩陣46的形式的M個輸出信道。
[0065]通過將測量值Α、B、C、D彼此連成一串產生矩陣44，其中，只要其對於所有信道Α、B、C和D以同樣的方式進行，按照哪種順序列出這些測量值是不重要的。這些測量值的數量可以是幾千並且通過點來表示。獲得的縮小的數據組α、β雖然分別包含與A、B、C、D相同數量的測量值，但對於其不再表示實際的測量順序，因為通過縮減已經減少並混合了 A、B、C和D的值，更確切地說，在縮減時保持最大的圖像信息。
[0066]但每個縮減的數據組α、β在與A、B、C或D相同的度量中還是不完整的並且在藉助傅立葉變換獲得位置空間上的完整圖像34的M變量之前，必須通過GRAPPA重建才能
變完整。
[0067]圖6提供了一種關於總的本發明方法的改進的概覽，其示意性示出了從三個輸入信道A、B、C縮減到2個輸出信道α、β。
[0068]每個輸入信道A、B、C由十個測量的行31、33組成，其中在中間有兩行表示參考行(校準數據點33)。在PPA技術的意義上省略六個行32，因此A、B、C是不完整的。
[0069]通過將NxM縮減矩陣應用到A、B、C來選擇A、B、C的特定的值並且這樣組合，使得僅得到兩個所謂的縮減的數據組α、β。α、β在與Α、Β和C相同的度量中是不完整的(各六個省略行32)。但α和β的各六個省略行可以基於GRAPPA重建藉助NxM-GRAPPA重建矩陣47被重建，由此獲得所謂的重建的GRAPPA數據組α '、β '。為此根據GRAPPA方法確定重建係數，更確切地說既在考慮N個輸入信道Α、B、C的所有測量的行的情況下又在考慮通過縮減的切割而獲得的M個輸出信道α、β的行的情況下確定重建係數。如在圖6中可以識別的那樣，縮減的數據組α、β的行與重建的GRAPPA數據組α '、β'的重建的行是錯列的，從而α和α '或β和β '的組合分別又形成完整的數據組，其按照GRAPPA根據傅立葉變換在位置空間上得到完整的圖像34，該完整的圖像在位置空間上逐像素地被組
入
口 ο
[0070]這最終導致相應於GRAPPA的和圖像35 (高SNR)，然而在總體上減小了的計算時間，因為通過縮減，現在僅考察M個而不是N個輸出信道。
[0071]但除了 GRAPPA重建之外在按照本發明的縮減的情況下縮減本身也有開銷，即，將縮減矩陣應用到輸入信道的數據組(矩陣相乘44*45)，又必須投入計算時間，但總體上不會極大地影響計算時間的節約。
[0072]在基於PCA算法確定縮減矩陣45的情況下該方法對節約計算時間具有另外的影響，因為協方差矩陣41的形成是計算時間集中的步驟(所有N個輸入信道A、B、C、D的全部測量值必須互相比較)。
[0073]出於這個原因在本發明的範圍內建議一種用於確定縮減矩陣45的替換，其導致在節約計算時間和得到圖像質量之間的有意義的折衷。
[0074]由此，例如可以基於參與的組件線圈40的SNR分析來確定縮減矩陣45，其中同樣在節約計算時間的意義上具有優勢的是，保持縮減係數的數量最小。每個縮減矩陣列僅一個縮減係數是特別具有優勢的，因為在這種情況下縮減步驟在嚴格意義上不再要求計算功率(僅須將數據矩陣44的相應的值引入矩陣46)。
[0075]此外還可以具有的優點是，級聯地實施按照本發明的方法，從而例如從已經進行的之前的縮減獲得N個輸出信道。還具有優勢地(特別是在這樣的情況下)，組合每個級聯的縮減矩陣和重建矩陣。
[0076]在級聯應用的情況下在確定第一縮減矩陣45時應當考慮，在前面縮減的N個不完整的數據組α、β，取決於要拍攝的層的選擇，包含最大的PPA編碼信息。
[0077]這可以在PCA算法的情況下如下地實現，使得基於在PPA編碼方向的方向上的、k矩陣的中央的列或中央的段構成協方差矩陣41。這在圖7中示出，其中中央的段表示在PPA編碼方向上的k矩陣的向量。向量的值以點象徵，更確切地說以如下三種不同的表示形式象徵:
[0078]-在頻率空間(k空間)中的相位編碼方向和讀取方向，
[0079]-在k空間中的相位編碼方向和在位置空間X中的讀取方向，以及
[0080]-在位置空間y中相位編碼方向和在k空間中的讀取方向。
[0081]另外的組合也是可能的，只要與PPA編碼方向正交地考慮或比較不同的分別相鄰的段。在此指出，按照本發明的方法也可以在二維的PPA編碼(英文:integrated ParallelAkquisition Technique square iPAT2)中例如在兩個互相正交的相位編碼方向上應用。
[0082]在利用具有帶有模式矩陣的(--Μ)(英文:Total Imaging Matrix --Μ)線圈系統的MRT設備執行PPA測量的情況下，基於模式矩陣的特徵可以確定縮減矩陣45。(在US2004/0193038Α1中詳細描述的)模式矩陣線圈系統提供了極大數量的線圈元件(組件線圈)，其中通常將相鄰的線圈基於硬體地綜合為組並且由此(必要時利用不同的組合係數)不同地組合。通過這種方式可以利用關於信道縮減來說在線圈靈敏度的空間覆蓋的方向上的冗餘。三個分組例如導致主信道、次信道和第三信道。僅考慮主信道作為縮減的結果由此導致信道縮減了 3倍。
[0083]在這樣的具有模式矩陣的PPA線圈系統(其也具有組件線圈的基於硬體分組)中，可以以簡單地方式通過加權地選擇係數來確定縮減矩陣45，該係數由這樣的系統的模式或模式的子集構成。因為這樣的TIM系統的模式矩陣在一定程度上代表按照本發明的方法的縮減矩陣，所以可以節約用於確定縮減矩陣的計算時間，為此在採用TIM系統的情況下可以特別具有優勢地應用按照本發明的方法。
【權利要求】
1.一種利用基於由磁共振斷層造影設備(101)的多個(N)線圈(40)分別從身體(105)的待檢查區域(K)接收的信號(SIG)產生的N個接收信號數據組(EDS)利用圖像處理計算機(REKON)產生(KR，REKON)圖像(MG)的方法， 其中利用壓縮度確定裝置(KBE)在考慮多個參數(SY、SR、VG)的條件下確定，由利用多個線圈(40)接收的信號(SIG)產生的N個接收信號數據組(EDS)的數量N與模式數據組(MDS)的較小的(M < N)數量M的比率N/M，所述參數(SY、SR、VG)至少也表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)， 其中利用壓縮計算機(KR)將N個接收信號數據組(EDS)壓縮(矩陣CM或[CM]nxm)為M個模式數據組(MDS)， 據此利用M個模式數據組(MDS)利用圖像處理計算機(REKON)產生身體(105)的區域(K)的圖像(MG)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，僅或至少也考慮對於圖像重建可用的、圖像處理計算機(REKON)的存儲器(SP)作為表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)的參數。
3.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，僅或至少也考慮對於圖像重建可用的、圖像處理計算機的至少一個處理器(PR)的計算功率或處理器功率作為表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)的參數。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，考慮預計的利用圖像處理計算機(REKON)進行圖像重建所需的圖像重建時間作為表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)的參數。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，考慮作為MRT(101)的使用者的輸入接收的、該使用者最大可接受的需要的圖像重建時間作為參數。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，考慮由於圖像產生(KR，REKON)的允許的信噪比損失作為參數。
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在確定壓縮度(N/Μ)之前確定估計的預計的利用圖像處理計算機(REKON)進行圖像重建所需的圖像重建時間。
8.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，利用圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)按照預定的尺寸或百分比來產生身體(105)的區域(K)的圖像(IMG), 特別是以對於圖像重建可用的、圖像處理計算機(REKON)的處理器功率(PR)和/或對於圖像重建可用的、圖像處理計算機(REKON)的存儲器(SP)的形式的系統資源(SR)。
9.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述M個模式分別是進一步處理信道和/或主成分和/或k空間數據組。
10.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，該方法以部分並行的採集(PPA)為基礎進行。
11.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，利用縮減矩陣(CM(nxm))通過矩陣乘法(CM ；CM (NXS0)將利用MRT局部線圈陣列(4)的N個線圈(40)產生的接收信號數據組(EDS)壓縮為小於N的對於隨後的MRT圖像重建(REKON)可用的M個模式數據組(MDS)。
12.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述縮減矩陣(CM，CM(NXM))是特徵向量矩陣，特別是對於基於PCA的壓縮法。
13.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述M個模式數據組(MDS)是主成分數據組，特別是主成分分析的主成分數據組。
14.一種通過利用磁共振斷層造影設備(101)的線圈(40)接收的信號(SIG)來產生(KR，REKON)圖像(MG)的裝置(KBE，KR，MG)，具有 -N個線圈(40)，其被構造為用於從身體(105)的待檢查區域(K)接收信號(SIG)，由所述信號(SIG)能夠產生N個接收信號數據組(EDS)， -壓縮度確定裝置(KBE)，其被構造為在考慮多個參數(SY、SR、VG)的條件下確定，接收信號數據組(EDS)的數量N與待進一步處理(REKON)的模式數據組(MDS)的較小的(M〈N)數量1的比率~11，所述參數(5￥、51?、￥6)至少也表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR, SP, PR), -壓縮計算機(KR)，其被構造為由來自於N個線圈的接收信號數據組(EDS)產生(CM(Ν>αο)Μ個模式數據組(MDS)， -圖像處理計算機(REK0N)，其被構造為由模式數據組(MDS)產生身體(105)的區域(K)的圖像(MG)。
15.根據權利要求14所述的裝置，其特徵在於，表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)的參數僅或至少也是對於圖像重建可用的、圖像處理計算機(REKON)的存儲器(SP)0
16.根據權利要求14-15中任一項所述的裝置，其特徵在於，表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)的參數僅或至少也是對於圖像重建可用的、圖像處理計算機的處理器(PR)的計算功率或處理器功率。
17.根據權利要求14-16中任一項所述的裝置，其特徵在於，表示圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)的參數是預計的利用圖像處理計算機(REKON)進行圖像重建所需的圖像重建時間。
18.根據權利要求14-17中任一項所述的裝置，其特徵在於，參數是作為MRT(101)的使用者的輸入接收的、該使用者最大可接受的需要的圖像重建時間。
19.根據權利要求14-18中任一項所述的裝置，其特徵在於，參數是由於圖像產生(KR，REK0N)引起的允許的信噪比損失。
20.根據權利要求14-19中任一項所述的裝置，其特徵在於，能夠利用圖像處理計算機(REKON)的系統資源(SR)按照預定的尺寸或百分比來產生身體(105)的區域(K)的圖像(IMG), 特別是以對於圖像重建可用的、圖像處理計算機(REKON)的處理器功率(PR)和/或對於圖像重建可用的、圖像處理計算機(REKON)的存儲器(SP)的形式的系統資源(SR)。
21.根據權利要求14-20中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述M個模式分別是進一步處理信道和/或主成分和/或k空間數據組。
22.根據權利要求14-21中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述裝置構造為用於部分並行的採集(PPA)。
23.根據權利要求14-22中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述裝置被構造為，利用縮減矩陣(CM (NXM))通過矩陣乘法(CM (NXM))將利用MRT局部線圈陣列(4)的N個線圈(40)產生的N個接收信號數據組(EDS)壓縮為小於N的對於隨後的MRT圖像重建可用的M個模式數據組(MDS)。
24.根據權利要求14-23中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述縮減矩陣(CM(nxm))是特徵向量矩陣，特別是基於PCA的壓縮。
25.根據權利要求14-24中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述M個模式數據組(MDS)是主成分數據組，特別是PCA或主成分分析的主成分數據組。
【文檔編號】G01R33/561GK103837851SQ201310549729
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2012年11月23日
【發明者】S.比伯, S.坎南基爾瑟 申請人:西門子公司