用於高解析度mri合併復用靈敏度編碼(muse)的多重拍攝掃描協議的製作方法
2023-12-10 05:54:56
用於高解析度mri合併復用靈敏度編碼(muse)的多重拍攝掃描協議的製作方法
【專利摘要】利用具有復用靈敏度編碼（MUSE）的多重拍攝DWI固有地校正非線性拍攝到拍攝相位變動，而不需要使用導航回波。多重拍攝DWI可以使用交錯回波平面成像或其它掃描協議。這個新技術應當證實對於繪製腦部結構的高價值並且對於神經科學研究的高空間解析度的連通性。
【專利說明】用於高解析度MRI合併復用靈敏度編碼（MUSE)的多重拍攝 掃描協議
[0001] 相關申請 本申請要求2012年6月28日提交的US臨時申請號No. 61/665494的權益和優先權， 其內容由此通過引用而合併,如同全文記載於此。
[0002] 聯邦支持聲明 本發明是利用國家健康研究所授予的撥款編號ROl NS 074045，ROl EB 009483和ROl NS 075017下的政府支持而做出的。美國政府對於本發明享有某些權利。
【背景技術】
[0003] 彌散加權成像（DWI)和彌散張量成像（DTI)的出現提供了經由水彌散調查研究人 腦中白質的完整性及其對神經功能的影響的手段。諸如從DWI和DTI掃描導出的表觀彌散 係數(ADC)和部分各向異性（FA)之類的組織彌散特性的定量映射對於各種疾病的病理變 化敏感，並且因此在臨床上有價值。包括彌散張量成像（DTI)在內的彌散加權磁共振成像 (DWI)技術現在是用於評估體內神經微結構最為強大的工具之一 [1，2, 3]。迄今，已經普遍 地利用諸如單次拍攝回波平面成像（EPI) [4]之類的單次拍攝脈衝序列獲取DWI數據，以避 免放大運動引發的相位誤差[5]所導致的顯著偽像。然而，單次拍攝DWI經常在空間分辨 率方面受限[6]，使其難以測量需要高空間解析度的精細結構中的詳細彌散特性[7]。
[0004] 已經投入顯著的努力以解決DWI中的解析度限制。並行成像技術的進步使用 以選定加速因子的欠採樣k-空間數據已經實現了較高的空間解析度和保真度[8]。然 而，當使用較低的加速因子(例如2)時，並行DWI仍然受幾何失真和不夠理想的點擴散 函數限制。另一方面，當使用較高的加速因子時，在重建的並行MR圖像中噪聲被不合期 望地放大。為了徹底消除這些限制，已經開發了諸如交錯EPI、交錯螺旋成像，PROPELLER 和具有嵌入或固有低解析度導航回波的快速自旋迴波脈衝序列之類的多重拍攝技術 以解決被放大的拍攝到拍攝運動引發的相位變動，並且產生足夠的高解析度DWI數據 [9, 10, 11，12, 13, 14, 15, 16, 17, 18]。然而，如果運動在導航和真實DWI數據獲取之間不同， 則基於導航回波的校正可能失效。還提出了不使用導航回波的替換的相位校正機制。舉例 來說，已經表明可以利用後處理中迭代的且經常是耗時的計算算法而不利用導航根據交錯 DWI來估計運動引發的相位誤差的線性項[19]。然而，這個迭代計算方案在校正由多重拍 攝DWI數據中的局部移動所導致的非線性相位誤差時可能不是有效的。已經表明，可以根 據變密度螺旋成像的嵌入低解析度信號固有地估計多重拍攝DWI中的線性和非線性相位 變動[20, 21，22]。變密度螺旋成像方法的潛在問題是當期望高解析度導航回波時可能連累 成像吞吐量。
【發明內容】
[0005] 本發明的各實施例利用使用復用靈敏度編碼（MUSE)實現高空間解析度、高SNR、 高空間保真度和最小的運動引發的相位誤差(所有固有地不需要(但可選地使用）導航回 波）的新穎技術來解決前述技術挑戰。
[0006] MUSE方法可以採用常規SENSE技術[23]來估計多個EPI分段之間的運動引 發的相位變動，並且隨後可以從交錯EPI的所有分段同時地聯合計算混淆體素 （aliased voxel)(由於內掃描運動引起）的量值信號。與常規SENSE過程相比，MUSE方法具有極大 地改進的矩陣求逆調節並且因此可以產生較高SNR的DWT或非DWI圖像。與現有基於導航 的交錯DWI方法相比，用於交錯DWI的MUSE協議技術允許交錯DWI而不需要任何脈衝序列 修改。
[0007] 本發明的實施例涉及一種用於根據多重拍攝交錯MRI脈衝序列來生成高解析度 DWI圖像而不依賴外部導航回波的MRI圖像數據信號後處理方法。該方法包括：（a)使用並 行圖像重建固有地、以編程方式估計所獲取的DWI圖像數據的多個分段之間的運動引發的 相位變動和位置變化；（b)以編程方式把（i)來自所估計的運動引發的相位變動和位置變 化的拍攝到拍攝相位和位置變動與（ii)所定義的線圈靈敏度分布數據合併成一數學模型， 所述數學模型可以聯合計算在所獲取的未校正交錯DWI圖像數據中重疊的量值-值源密度 信號以生成經校正的DWI圖像數據；以及（c)基於經校正的數據以編程方式生成高解析度 DWI圖像以由此生成沒有由運動引發的混淆偽像的圖像。
[0008] 可以通過將多個分段中的一個分段用作相位和位置的參考分段並且計算所述參 考分段與所獲取的DWI圖像數據的其他分段之間與相位和位置關聯的信號的差來執行對 運動引發的相位變動和位置變化的估計。
[0009] 所述多重拍攝MRI脈衝序列可以是與以下各項中的一個或多個關聯的多重拍攝 交錯MRI脈衝序列：（i)交錯回波平面成像（EPI) ;(ii)交錯快速自旋迴波（FSE)成像；或 者（i i i )交錯螺旋成像。
[0010] 所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列可以與生成作為所述多個分段的EPI分段的交錯 回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的FSE分段的交錯快速自旋迴波（FSE)成 像關聯。
[0011] 根據所獲取的數據固有地估計運動引發的相位和位置變動可以由以下步驟來執 行：（i)通過將並行重建應用到每個個體EPI或FSE分段來重建對應於不同EPI或FSE分 段的圖像；和（ii)以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置變化；隨 後（iii)在空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高信噪比的 相位信息。
[0012] 所述方法可以包括從相應的所獲取的DWI圖像數據集的基線T2加權EPI導出用 於所述並行圖像重建的線圈靈敏度分布數據。
[0013] 可以通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值來計算不同EPI或FSE分段之 間的相位變動。
[0014] 可以根據對應於不同分段的k-空間數據來計算不同EPI或FSE分段之間的旋轉 和平移運動。
[0015] 可以使用空間平滑協議來在空間上平滑所述相位信息。
[0016] 所述空間平滑協議可以包括保存所述相位變動圖的銳利邊緣信息的總體變動算 法。
[0017] 假定在不存在跨分段的大規模內掃描運動時量值-值信號跨多個分段一致，在矩 陣求逆同時被應用到所有EPI或FSE分段的情況下，可以通過聯合施行對所有EPI或FSE 分段的並行圖像重建而計算來自重疊體素的所述獲取圖像數據的DWI信號。可以基於所估 計的相位變動和位置變化計算跨多個EPI或FSE分段的相位變動。
[0018] 使用反映被以數學方式合併到根據所有EPI或FSE分段的聯合併行圖像重建中的 旋轉和平移運動的變換矩陣，可以將量值-值信號考慮為跨多個EPI或FSE分段一致，即使 在存在跨分段的大規模內掃描運動時。
[0019] 所述高解析度DWI圖像可以是基於質子彌散性特性說明腦部結構的腦部圖像。
[0020] 所述方法可以包括使用高解析度DWI圖像生成腦部的部分各向異性（FA)圖。
[0021] 其它實施例涉及一種用於根據包括外部導航回波的多重拍攝交錯MRI脈衝序列 來生成高解析度DWI和DTI圖像的方法。所述方法可以包括：（a)根據嵌入在所述交錯MRI 脈衝序列中的導航回波以編程方式估計多個EPI或FSE分段之間的運動引發的相位變動和 位置變化；（b)將（i)拍攝到拍攝相位和位置變動和（ii)已知的線圈靈敏度數據以編程方 式合併成一數學模型，所述數學模型聯合計算在未校正交錯DWI數據中重疊的質子源密度 量值信號以生成經校正的DWI數據；以及（c)基於所述經校正的DWI數據生成高解析度DWI 和DTI圖像以由此生成沒有混淆偽像的圖像。
[0022] 可以使用低解析度單次拍攝序列或高解析度並行單次拍攝序列獲取所述導航回 波。
[0023] 低解析度單次拍攝序列在被使用時可以是單次拍攝回波平面成像（EPI)序列。
[0024] 高解析度並行單次拍攝序列可以是具有2或4的加速因子的並行單次拍攝EPI。
[0025] 所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列可以與生成作為所述多個分段的EPI分段的交錯 回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的FSE分段的交錯快速自旋迴波（FSE)成 像關聯。
[0026] 根據所獲取的數據估計運動引發的相位和位置變動可以由以下步驟執行：（i)通 過將所述並行重建應用到每個個體EPI或FSE分段來重建對應於不同EPI或FSE分段的 圖像；和（ii)以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置變化；隨後 (iii)在空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高信噪比的相 位信息。
[0027] 方法可以包括從相應的所獲取的DWI圖像數據集的基線T2加權EPI導出用於所 述並行圖像重建的線圈靈敏度分布數據。
[0028] 可以通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值來計算不同EPI或FSE分段之 間的相位變動。
[0029] 可以根據對應於不同分段的k-空間數據計算不同EPI或FSE分段之間的旋轉和 平移運動。
[0030] 可以使用空間平滑協議在空間上平滑所述相位信息。
[0031] 所述空間平滑協議可以包括保存所述相位變動圖的銳利邊緣信息的總體變動算 法或任何其他空間平滑過程。
[0032] 假定在不存在跨分段的大規模內掃描運動時量值-值信號跨多個分段一致，在矩 陣求逆同時被應用到所有EPI或FSE分段的情況下，可以通過聯合施行對所有EPI或FSE 分段的並行圖像重建而計算來自圖像數據的重疊體素的DWI信號。可以基於所估計的相位 變動和位置變化計算跨多個EPI或FSE分段的相位變動。
[0033] 使用反映被以數學方式合併到根據所有EPI或FSE分段的聯合併行圖像重建中的 旋轉和平移運動的變換矩陣，可以將量值-值信號考慮為跨多個EPI或FSE分段一致，即使 在存在跨分段的大規模內掃描運動時。
[0034] 再其它實施例涉及一種用於根據多重拍攝交錯MRI脈衝序列生成高解析度fMRI 圖像或其他類型的非DWI圖像而不依賴外部導航回波的方法。方法包括：（a)使用並行圖 像重建根據所獲取的圖像數據固有地、以編程方式估計多個回波平面成像（EPI)或螺旋分 段之間的運動引發的相位變動和位置變化；（b)以編程方式將（i)來自所估計的運動引發 的相位變動和位置變化的拍攝到拍攝相位和位置變動與（ii)所計算的或已知的線圈靈敏 度數據合併成一數學模型，所述數學模型聯合計算在未校正交錯fMRI數據或非DWI數據中 重疊的質子源密度信號以生成經校正的交錯圖像數據；以及（c)使用所述經校正的交錯圖 像數據生成高解析度fMRI圖像或其他非DWI圖像以由此生成沒有運動引發的混淆偽像的 圖像。
[0035] 所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列可以與生成作為所述多個分段的EPI分段的交錯 回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的螺旋分段的交錯螺旋成像關聯。
[0036] 根據所獲取的數據固有地估計運動引發的相位和位置變動可以通過以下步驟來 執行：（i)通過將所述並行重建應用到每個個體EPI或螺旋分段來重建對應於不同EPI或 螺旋分段的圖像；和（ii)以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置 變化；隨後（iii)在空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高 信噪比的相位信息。
[0037] 可以通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值來計算不同EPI或螺旋分段 之間的所述相位變動。
[0038] 可以根據對應於不同分段的k_空間數據計算不同EPI或螺旋分段之間的旋轉和 平移運動。
[0039] 可以使用保存所述相位變動圖的銳利邊緣信息的空間平滑協議在空間上平滑所 述相位信息。
[0040] 所述空間平滑協議可以包括保存所述相位變動圖的銳利邊緣信息的總體變動算 法。
[0041] 所述圖像可以是具有來自重疊體素的fMRI信號的fMRI圖像，假定不存在跨分段 的大規模內掃描運動時量值-值信號跨多個分段一致，在將矩陣求逆同時應用到所有EPI 或螺旋分段的情況下，通過聯合施行對所有EPI或螺旋分段的並行圖像重建而計算所述 fMRI信號。可以基於所估計的相位變動和位置變化計算跨多個EPI或螺旋分段的相位變 動。
[0042] 使用反映被以數學方式合併到根據所有EPI或螺旋分段的聯合併行圖像重建中 的旋轉和平移運動的變換矩陣，可以將量值值信號考慮為跨多個EPI或螺旋分段一致，即 使具有跨分段的大規模內掃描運動。
[0043] 再其它實施例涉及一種用於根據包括外部導航回波的多重拍攝交錯MRI脈衝序 列生成高解析度fMRI圖像或其他類型的使用非DWI數據的圖像的方法。方法包括：（a)根 據嵌入在交錯MRI脈衝序列中的導航回波以編程方式估計多個回波平面成像（EPI)或螺旋 分段之間的運動引發的相位變動和位置變化；（b)把（i)從編程方式的估計導出的拍攝到 拍攝相位和位置變動與（ii)所計算的或已知的線圈靈敏度數據合併成一數學模型，所述數 學模型聯合計算在未校正交錯fMRI或其他類型的非DWI圖像數據中重疊的質子源密度信 號以生成經校正的圖像數據；以及（c)使用所述經校正的圖像數據生成高解析度fMRI圖像 或其他非DWI圖像。
[0044] 所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列可以與生成作為所述多個分段的EPI分段的交錯 回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的螺旋分段的交錯螺旋成像關聯。
[0045] 根據所獲取的數據固有地估計運動引發的相位和位置變動可以包括：（i)通過將 所述並行重建應用到每個個體EPI或螺旋分段來重建對應於不同EPI或螺旋分段的圖像； 和（ii)以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置變化；隨後（iii)在 空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高信噪比的相位信息。
[0046] 可以通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值來計算不同分段之間的所述 相位變動。
[0047] 可以根據對應於不同分段的k_空間數據計算不同分段之間的旋轉和平移運動。
[0048] 可以使用保存所述相位變動圖的銳利邊緣信息的空間平滑協議來在空間上平滑 所述相位信息。
[0049] 所述相位平滑協議可以包括總體變動算法。
[0050] 假定不存在跨分段的大規模內掃描運動時量值-值信號跨多個分段一致，在將矩 陣求逆同時應用到所有分段的情況下，可以通過聯合施行對所有分段的並行圖像重建而計 算來自重疊體素的圖像數據信號。可以基於所估計的相位變動和位置變化計算跨多個分段 的相位變動。
[0051] 使用反映以數學方式合併到根據所有分段的聯合併行圖像重建中的旋轉和平移 運動的變換矩陣，可以將量值-值信號考慮為跨多個分段一致，即使在存在跨分段的大規 模內掃描運動的情況下。
[0052] -些實施例涉及一種圖像處理電路，其配置成電子地執行上面和/或本文中所述 的方法中的任一個。
[0053] -些實施例涉及一種MR圖像處理系統，包括配置成執行本文中描述和/或要求保 護的方法中的任一個的至少一個處理器。
[0054] 再其它實施例涉及一種數據處理系統，具有非暫時性計算機可讀存儲介質，非暫 時性計算機可讀存儲介質具有體現在介質中的計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序 代碼包括配置成執行本文中描述和/或要求保護的方法中的任一個的計算機可讀程序代 碼。
[0055] 注意，關於一個實施例描述的本發明的各方面可以合併到不同的實施例中，儘管 未相對於他進行具體地描述。也即是說，可以以任何方式和/或組合方式來組合所有實施 例和/或任何實施例的特徵。另外，可以將關於一個權利要求要求保護的任何特徵或子特 徵無保留地包括在另一個將來的權利要求中，並且這應當被認為在所提交的權利要求中被 支持。因此，舉例來說，關於方法權利要求所要求保護的任何特徵可以可替換地要求保護為 系統、電路、計算機可讀程序代碼或工作站的部分。 申請人:保留改變任何原始提交的權利要 求或相應地提交任何新權利要求的權利，包括能夠將任何初始提交的權利要求修改成從屬 於任何其他權利要求和/或合併任何其他權利要求的任何特徵的權利，儘管初始沒有以該 方式要求保護。在下面闡述的說明書中詳細地說明本發明的這些和其他目的和/或方面。
[0056] 本文詳細說明本發明的前述和其他目的和方面。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0057] 該專利或申請文件包含至少一個用彩色完成的圖。在請求並支付必要的費用後， 將由專利局提供帶有彩色圖的本專利或專利申請公開的副本。
[0058] 圖1圖示了 MRI圖像。圖IA :15個方向的四次拍攝交錯DTI數據
【權利要求】
1. 一種用於根據多重拍攝交錯MRI脈衝序列來生成高解析度DWI圖像而不依賴外部導 航回波的MRI圖像數據信號後處理方法，包括： 使用並行圖像重建固有地、以編程方式估計所獲取的DWI圖像數據的多個分段之間的 運動引發的相位變動和位置變化； 以編程方式把（i)來自所估計的運動引發的相位變動和位置變化的拍攝到拍攝相位和 位置變動與（ii)所定義的線圈靈敏度分布數據合併成一數學模型，所述數學模型可以聯合 計算在所獲取的未校正交錯DWI圖像數據中重疊的量值-值源密度信號以生成經校正的 DWI圖像數據；以及 基於經校正的數據以編程方式生成高解析度DWI圖像以由此生成沒有混淆偽像的圖 像。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，通過將多個分段中的一個分段用作相位和位置的 參考分段並且計算所述參考分段與所獲取的DWI圖像數據的其他分段之間與相位和位置 關聯的信號的差來執行估計運動引發的相位變動和位置變化。
3. 如權利要求1所述的方法，其中，所述多重拍攝MRI脈衝序列包括與以下各項中的一 個或多個關聯的多重拍攝交錯MRI脈衝序列：（i)交錯回波平面成像（EPI); (ii)交錯快速 自旋迴波（FSE)成像；或者（iiii)交錯螺旋成像。
4. 如權利要求1所述的方法，其中，所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列與生成作為所述多 個分段的EPI分段的交錯回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的FSE分段的交 錯快速自旋迴波（FSE)成像關聯。
5. 如權利要求4所述的方法，其中，根據所獲取的數據固有地估計運動引發的相位和 位置變動包括： i. 通過將並行重建應用到每個個體EPI或FSE分段來重建對應於不同EPI或FSE分 段的圖像；和 ii. 以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置變化；隨後 iii. 在空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高信噪比 的相位信息。
6. 如權利要求5所述的方法，進一步包括從相應的所獲取的DWI圖像數據集的基線T2 加權EPI導出用於所述並行圖像重建的線圈靈敏度分布數據。
7. 如權利要求5所述的方法，其中，通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值來 計算不同EPI或FSE分段之間的所述相位變動。
8. 如權利要求5所述的方法，其中，根據對應於不同分段的k-空間數據來計算不同 EPI或FSE分段之間的旋轉和平移運動。
9. 如權利要求5所述的方法，其中，使用空間平滑協議來在空間上平滑所述相位信息。
10. 如權利要求9所述的方法，其中，所述空間平滑協議包括保存所述相位變動圖的銳 利邊緣信息的總體變動算法。
11. 如權利要求4所述的方法，其中，假定在不存在跨分段的大規模內掃描運動時量 值-值信號跨多個分段一致，在矩陣求逆同時被應用到所有EPI或FSE分段的情況下，通過 聯合施行對所有EPI或FSE分段的並行圖像重建而計算來自重疊體素的所述獲取圖像數據 的DWI信號，並且其中基於所估計的相位變動和位置變化計算跨多個EPI或FSE分段的相 位變動。
12. 如權利要求4所述的方法，其中，使用反映被以數學方式合併到根據所有EPI或 FSE分段的聯合併行圖像重建中的旋轉和平移運動的變換矩陣，將量值-值信號考慮為跨 多個EPI或FSE分段一致，即使在存在跨分段的大規模內掃描運動時。
13. 如權利要求1所述的方法，其中，所述高解析度DWI圖像是基於質子彌散性特性說 明腦部結構的腦部圖像。
14. 如權利要求1所述的方法，進一步包括使用所述高解析度DWI圖像生成腦部的部分 各向異性（FA)圖。
15. -種用於根據包括外部導航回波的多重拍攝交錯MRI脈衝序列來生成高解析度 DWI和DTI圖像的方法，包括： 根據嵌入在所述交錯MRI脈衝序列中的導航回波以編程方式估計多個EPI或FSE分段 之間的運動引發的相位變動和位置變化； 將（i)拍攝到拍攝相位和位置變動和（ii)已知的線圈靈敏度數據以編程方式合併成 一數學模型，所述數學模型聯合計算在未校正交錯DWI數據中重疊的質子源密度量值信號 以生成經校正的DWI數據；以及 基於所述經校正的DWI數據生成高解析度DWI和DTI圖像以由此生成沒有混淆偽像的 圖像。
16. 如權利要求15所述的方法，其中，使用低解析度單次拍攝序列或高解析度並行單 次拍攝序列獲取所述導航回波。
17. 如權利要求16所述的方法，其中，所述低解析度單次拍攝序列包括單次拍攝回波 平面成像（EPI)序列。
18. 如權利要求16所述的方法，其中，所述高解析度並行單次拍攝序列包括具有2或4 的加速因子的並行單次拍攝EPI。
19. 如權利要求15所述的方法，其中，所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列與生成作為所述 多個分段的EPI分段的交錯回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的FSE分段的 交錯快速自旋迴波（FSE)成像關聯。
20. 如權利要求19所述的方法，其中，根據所獲取的數據估計運動引發的相位和位置 變動包括： i. 通過將所述並行重建應用到每個個體EPI或FSE分段來重建對應於不同EPI或FSE 分段的圖像；和 ii. 以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置變化；隨後 iii.在空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高信噪比 的相位信息。
21. 如權利要求20所述的方法，進一步包括從相應的所獲取的DWI圖像數據集的基線 T2加權EPI導出用於所述並行圖像重建的線圈靈敏度分布數據。
22. 如權利要求20所述的方法，其中，通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值 來計算不同EPI或FSE分段之間的相位變動。
23. 如權利要求20所述的方法，其中，根據對應於不同分段的k-空間數據計算不同 EPI或FSE分段之間的旋轉和平移運動。
24. 如權利要求20所述的方法，其中，使用空間平滑協議在空間上平滑所述相位信息。
25. 如權利要求24所述的方法，其中，所述空間平滑協議包括保存所述相位變動圖的 銳利邊緣信息的總體變動算法或任何其他空間平滑過程。
26. 如權利要求20所述的方法，其中，假定在不存在跨分段的大規模內掃描運動時量 值-值信號跨多個分段一致，在矩陣求逆同時被應用到所有EPI或FSE分段的情況下，通過 聯合施行對所有EPI或FSE分段的並行圖像重建而計算來自圖像數據的重疊體素的DWI信 號，並且其中基於所估計的相位變動和位置變化計算跨多個EPI或FSE分段的相位變動。
27. 如權利要求20所述的方法，其中，使用反映被以數學方式合併到根據所有EPI或 FSE分段的聯合併行圖像重建中的旋轉和平移運動的變換矩陣，將量值-值信號考慮為跨 多個EPI或FSE分段一致，即使在存在跨分段的大規模內掃描運動時。
28. -種用於根據多重拍攝交錯MRI脈衝序列生成高解析度fMRI圖像或其他類型的非 DWI圖像而不依賴外部導航回波的方法，包括： 使用並行圖像重建根據所獲取的圖像數據固有地、以編程方式估計多個回波平面成像 (EPI)或螺旋分段之間的運動引發的相位變動和位置變化； 以編程方式將（i)來自所估計的運動引發的相位變動和位置變化的拍攝到拍攝相位和 位置變動與（ii)所計算的或已知的線圈靈敏度數據合併成一數學模型，所述數學模型聯合 計算在未校正交錯fMRI數據或非DWI數據中重疊的質子源密度信號以生成經校正的交錯 圖像數據；以及 使用所述經校正的交錯圖像數據生成高解析度fMRI圖像或其他非DWI圖像以由此生 成沒有混淆偽像的圖像。
29. 如權利要求28所述的方法，其中，所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列與生成作為所述 多個分段的EPI分段的交錯回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的螺旋分段的 交錯螺旋成像關聯。
30. 如權利要求28所述的方法，其中，根據所獲取的數據固有地估計運動引發的相位 和位置變動包括： i. 通過將所述並行重建應用到每個個體EPI或螺旋分段來重建對應於不同EPI或螺 旋分段的圖像；和 ii. 以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置變化；隨後 iii.在空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高信噪比 的相位信息。
31. 如權利要求28所述的方法，其中，通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值 來計算不同EPI或螺旋分段之間的所述相位變動。
32. 如權利要求28所述的方法，其中，根據對應於不同分段的k-空間數據計算不同 EPI或螺旋分段之間的旋轉和平移運動。
33. 如權利要求28所述的方法，其中，使用保存所述相位變動圖的銳利邊緣信息的空 間平滑協議在空間上平滑所述相位信息。
34. 如權利要求33所述的方法，其中，所述空間平滑協議包括保存所述相位變動圖的 銳利邊緣信息的總體變動算法。
35. 如權利要求28所述的方法，其中，所述圖像是包括來自重疊體素的fMRI信號的 fMRI圖像，假定不存在跨分段的大規模內掃描運動時量值-值信號跨多個分段一致，在將 矩陣求逆同時應用到所有EPI或螺旋分段的情況下，通過聯合施行對所有EPI或螺旋分段 的並行圖像重建而計算所述fMRI信號，並且其中，基於所估計的相位變動和位置變化計算 跨多個EPI或螺旋分段的相位變動。
36. 如權利要求28所述的方法，其中，使用反映被以數學方式合併到根據所有EPI或螺 旋分段的聯合併行圖像重建中的旋轉和平移運動的變換矩陣，將量值值信號考慮為跨多個 EPI或螺旋分段一致，即使具有跨分段的大規模內掃描運動。
37. -種用於根據包括外部導航回波的多重拍攝交錯MRI脈衝序列生成高解析度fMRI 圖像或其他類型的使用非DWI數據的圖像的方法，包括： 根據嵌入在交錯MRI脈衝序列中的導航回波以編程方式估計多個回波平面成像（EPI) 或螺旋分段之間的運動引發的相位變動和位置變化； 把（i)從編程方式的估計導出的拍攝到拍攝相位和位置變動與（ii)所計算的或已知 的線圈靈敏度數據合併成一數學模型，所述數學模型聯合計算在未校正交錯fMRI或其他 類型的非DWI圖像數據中重疊的質子源密度信號以生成經校正的圖像數據；以及 使用所述經校正的圖像數據生成高解析度fMRI圖像或其他非DWI圖像。
38. 如權利要求37所述的方法，其中，所述多重拍攝交錯MRI脈衝序列與生成作為所述 多個分段的EPI分段的交錯回波平面成像（EPI)或者生成作為所述多個分段的螺旋分段的 交錯螺旋成像關聯。
39. 如權利要求38所述的方法，其中，根據所獲取的數據固有地估計運動引發的相位 和位置變動包括： i. 通過將所述並行重建應用到每個個體EPI或螺旋分段來重建對應於不同EPI或螺 旋分段的圖像；和 ii. 以數學方式量化由所述重建生成的多個圖像之間的相位和位置變化；隨後 iii. 在空間上平滑從數學方式的量化導出的拍攝到拍攝相位變動圖以產生高信噪比 的相位信息。
40. 如權利要求39所述的方法，其中，通過比較對應於不同分段的復值圖像的相位值 來計算不同分段之間的所述相位變動。
41. 如權利要求39所述的方法，其中，根據對應於不同分段的k-空間數據計算不同分 段之間的旋轉和平移運動。
42. 如權利要求39所述的方法，其中，使用保存所述相位變動圖的銳利邊緣信息的空 間平滑協議來在空間上平滑所述相位信息。
43. 如權利要求42所述的方法，其中，所述空間平滑協議包括總體變動算法。
44. 如權利要求39所述的方法，其中，假定不存在跨分段的大規模內掃描運動時量 值-值信號跨多個分段一致，在將矩陣求逆同時應用到所有分段的情況下，通過聯合施行 對所有分段的並行圖像重建而計算來自重疊體素的圖像數據信號，並且其中，基於所估計 的相位變動和位置變化計算跨多個分段的相位變動。
45. 如權利要求39所述的方法，其中，使用反映以數學方式合併到根據所有分段的聯 合併行圖像重建中的旋轉和平移運動的變換矩陣，將量值-值信號考慮為跨多個分段一 致，即使在存在跨分段的大規模內掃描運動的情況下。
46. -種圖像處理電路，其配置成電子地執行權利要求1-45所述的方法中的任一個。
47. -種MR圖像處理系統，包括配置成執行權利要求1-45所述的方法中的任一個的至 少一個處理器。
48. -種數據處理系統，包括具有體現在介質中的計算機可讀程序代碼的非暫時性計 算機可讀存儲介質，所述計算機可讀程序代碼包括配置成執行權利要求1-45所述的方法 中的任一個的計算機可讀程序代碼。
【文檔編號】A61B5/055GK104379058SQ201380033385
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2012年6月28日
【發明者】N-K.陳, A.W.宋 申請人:杜克大學