用于生成磁共振圖像的方法以及用于該方法的磁共振設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于生成磁共振圖像的方法以及用于該方法的磁共振設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在磁共振斷層攝影時，記錄多個空間上編碼的單個信號，以便由此生成圖像。在此 需要多個所謂的后期處理步驟，此外也需要傅立葉轉(zhuǎn)換。
[0003] 在此，所記錄的信號視為在所謂的k空間中的點。在此，在多種成像順序中常見的 是，逐行地獲得k空間點來作為所謂的k空間行。但是也可行的是，單個地記錄k空間點，直至 以圖像顯示出對直角的、對稱的點陣的全部點進(jìn)行了采樣。這種數(shù)據(jù)記錄類型稱為笛卡爾 采樣或記錄。
[0004] 特別地，這種作法在對k空間進(jìn)行逐點采樣時具有以下的缺點，即其是耗時的。因 此還公知的是，螺旋形地或徑向地對k空間進(jìn)行采樣。在此，在k空間的中央?yún)^(qū)域中獲得了比 在邊緣區(qū)域中更高的信息密度。但是，中央的k空間行確定了圖像對比度，并且更靠外的k空 間行確定了分辨率、即更細(xì)微的結(jié)構(gòu)。以這種方式和方法，通過在k空間的更靠外的區(qū)域中 的信息損耗換取記錄的加速。
[0005] 為了能夠?qū)⒙菪蔚幕驈较虻膋空間數(shù)據(jù)傅立葉轉(zhuǎn)換為能觀察的圖像數(shù)據(jù)組，特 別地在應(yīng)用已加速的傅立葉轉(zhuǎn)換FFT的情況下必需的是，將k空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化至笛卡爾點陣 中。該過程稱為網(wǎng)格化或再網(wǎng)格化。在網(wǎng)格化時根據(jù)以下的公式得到笛卡爾式k空間點：
[0007] 在此"M"是k空間的磁化度(Magenetisierung)，"S"是記錄坐標(biāo)，"W"是加權(quán)函數(shù)， Τ'是卷積函數(shù)，并且"R"是笛卡爾點陣。
[0008] 此時，最終通過將相鄰的所記錄的數(shù)據(jù)點加權(quán)和插值，得到笛卡爾式k空間的數(shù) 據(jù)。
[0009] 加權(quán)函數(shù)確定了所測量的k空間數(shù)據(jù)如何流入所計算的數(shù)據(jù)中，以便由此對變化 的采樣密度進(jìn)行補償。加權(quán)函數(shù)例如可以從采樣坐標(biāo)"S"和卷積函數(shù)"C"中得到，見Jackson JI等著"Selection of convolution function for Fourier Inversion using gridding·''IEEE Trans Med Imaging 1991 ； 10:473-480：
[0011 ] 相反，為了插值而利用窗口函數(shù)進(jìn)行卷積。已知的窗口函數(shù)是漢明窗口（Hamming-Window)。其這樣選擇，即笛卡爾點陣一方面不具有空隙以及另一方面也不考慮距離太遠(yuǎn)的 數(shù)據(jù)點。
[0012]笛卡爾點陣在二維的情況下定義為：
[0014]由此產(chǎn)生投影：
[0015] Mcart(x，y) =Mconv(x，y) · R(x，y)
[0016] 在完成了網(wǎng)格化的全部步驟之后，得到了k空間，其具有計算出的或轉(zhuǎn)換出的笛卡 爾數(shù)據(jù)點來替代徑向或螺旋形分布的數(shù)據(jù)點。然后，這些笛卡爾數(shù)據(jù)點可以利用已知的后 期處理步驟繼續(xù)處理，如基線校正(baseline correction)，零填充（zero filling)，F(xiàn)FT 等。
[0017] 為了避免混疊假影在此必需的是，如下地設(shè)置視場(Field of View(FoV))，以檢 測整個待檢查的對象。否則會出現(xiàn)皺裙(Einfaltung)。由此強(qiáng)制地記錄比必需的更多的數(shù) 據(jù)，因為通常僅僅對于檢查對象的有限區(qū)域感興趣。這些多余的數(shù)據(jù)必須一起處理，直至生 成圖像。顯然此時，在圖像中為了顯示而能夠選擇區(qū)域。這些也稱為感興趣區(qū)域或R0I。在三 維數(shù)據(jù)的情況中，這些區(qū)域稱作感興趣體積或V0I。
[0018] 為了優(yōu)化數(shù)據(jù)的記錄已知的是，單獨地為每個空間方向確定FoV和k空間數(shù)據(jù)點的 數(shù)量。此外，讀取方向通常設(shè)置在最長的空間延伸的方向上，以便使記錄時間最小化。例如 在長度上延伸的檢查對象中能夠如此實現(xiàn)，即k空間行位于最長延伸的方向上。
[0019] 在螺旋形軌跡中也已知的是，各向異性地涉及FoV，參見King K所著的"Spiral Scanning with Anisotropic Field of View"，MRM，39:448_456,1989。在此，k空間軌跡應(yīng) 該匹配于對象的幾何形狀。這種做法對于極化的（Scheffler和Hennig著，"Reduced Circular Field-of-View Imaging"，MRM，40，474-480，1988)和徑向的軌跡（Larson等著， "Anisotropic Field-〇f-Views in Radial Imaging"，IEEE Trans Med Imaging,27(1), 47-57，1991)而言是已知的。
[0020] 在所有這些方法中，記錄效率的改善僅僅取決于，檢查對象具有主方向以及因而 視場的匹配是可行的。然而與之前一樣也需要，在全部激勵區(qū)域中記錄完整的檢查對象，在 此否則出現(xiàn)褶皺。這特別是在更大的數(shù)據(jù)組中和介入式的手術(shù)中是有問題的，因為這減緩 了圖像重建。而在所有記錄方法中不可行的是，利用小的耗費進(jìn)行這些優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 因此本申請的目的在于，實現(xiàn)一種用于生成圖像數(shù)據(jù)組的方法，該圖像數(shù)據(jù)組由 具有非笛卡爾式數(shù)據(jù)點的原始數(shù)據(jù)組構(gòu)成，該方法相對于現(xiàn)有技術(shù)有所加速。
[0022] 該目的通過用于生成磁共振圖像的方法來實現(xiàn)，具有以下的步驟：
[0023] 提供具有非笛卡爾式記錄的數(shù)據(jù)點的原始數(shù)據(jù)組，
[0024] 將記錄的數(shù)據(jù)點網(wǎng)格化到笛卡爾點陣上，以形成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)點，其中
[0025] 在至少一個k空間方向上如下地選擇轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)點的數(shù)量，以使得視場縮小，以及
[0026] 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)點傅立葉轉(zhuǎn)換為在至少一個方向上具有比原始數(shù)據(jù)組更小的視場的磁 共振圖像。
[0027] 本發(fā)明的核心在于，對非笛卡爾式的原始數(shù)據(jù)組的處理由此加速，即在網(wǎng)格化時 在k空間的至少一個方向上減少數(shù)據(jù)點或者行的數(shù)量。通常，螺旋形軌跡在全部的k空間方 向上小于或最多等于由其計算出的笛卡爾點陣的大小。因為螺旋的數(shù)據(jù)點不是均勻分布 的，所以無法簡單給定在一個方向上的數(shù)據(jù)點數(shù)量。
[0028] 因此直接應(yīng)用由此獲得的結(jié)果，以便描述該計算。
[0029] 在由非笛卡爾坐標(biāo)計算出的笛卡爾坐標(biāo)中，k空間從最小值延伸至最大值：
[0030] _kmax，笛檢;(X) S k(X) S kmax，與睡^彌(叉）
[0031 ] -kmax,|irfvK(y ) ^ k(y ) < kmax,^SrfvK(y )
[0032] 以及在3D記錄時附加地
[0033] -kmax,|irfvK( Z ) ^ k(z ) ^ kmax,^^|rfvK( Z ) 〇
[0034] 分辨率分別與最大的k數(shù)值相關(guān)地進(jìn)行定義：
[0036] 這也適用于y方向和z方向。
[0037] 視場，簡稱FoV，其給定了記錄區(qū)域的延伸，其在笛卡爾k空間中通過k空間行的間 距來定義：
[0039]因此，通過k空間的行的數(shù)量或者間距給定了在一個方向上的數(shù)據(jù)點數(shù)量，這也確 定了 FoV。
[0040]所記錄的原始數(shù)據(jù)組也具有視場，其中，視場不能普遍適用地給定，因為有多個非 笛卡爾式的記錄策略(41^仙11111681：瓜七68丨611)。
[0041]在該位置處再次確定，在本申請中，k空間行的減少應(yīng)該導(dǎo)致更小的FoV以及不導(dǎo) 致分辨率減少，因為kmax至少基本上保持不變并且僅僅k空間行的間距變大。
[0042] 但是，一方面對于多個采樣模式而言可以給定螺旋形軌跡或徑向軌跡。另一方面 也能夠?qū)Ψ堑芽柺降膋空間進(jìn)行傅立葉轉(zhuǎn)換并且引用由此獲得的圖像，以便在圖像空間 中確定FoV。
[0043] 因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，為了加速圖像獲得不是在記錄順序上而是在經(jīng)對所記錄的 數(shù)據(jù)的處理上進(jìn)行改變。
[0044] 用于笛卡爾式k空間的