背景技术：
1、本文公开的主题涉及医学成像，并且更具体地，涉及用于使用低秩对单通道扩散加权磁共振成像(mri)进行多次激发可变自动校准重建的系统和方法。
2、非侵入性成像技术允许获得患者/对象的内部结构或特征的图像，而无需对患者/对象执行侵入性过程。具体地，此类非侵入性成像技术依赖于各种物理原理(诸如x射线穿过目标体积的差分透射、体积内的声波反射、体积内不同组织和材料的顺磁性、目标放射性核素在体内的分解等)，以采集数据和构建图像或以其他方式表示观察到的患者/对象的内部特征。
3、在mri期间，当诸如人体组织的物质受到均匀磁场(极化场b0)时，组织中自旋的各个磁矩试图与该极化场对准，但是以它们特性的拉莫尔频率以随机顺序围绕该极化场进动。如果物质或组织受制于处于x-y平面内且接近拉莫尔频率的磁场(激励场b1)，则净对准力矩或“纵向磁化”mz可被旋转或“倾斜”到x-y平面中，以产生净横向磁矩mt。在激励信号b1终止之后，由激励自旋发射信号，并且该信号可被接收和被处理以形成图像。
4、当利用这些信号产生图像时，采用磁场梯度(gx、gy和gz)。通常，待成像区域按一系列测量周期扫描，在测量周期中这些梯度场根据所使用的特定定位方法而变化。接收到的核磁共振(nmr)信号的结果集被数字化和被处理以使用众所周知的重建技术中的一种技术重建图像。
5、扩散加权mri(dwi)广泛用于常规临床和神经科学应用。通常使用单次激发或多次激发回波平面成像(epi)利用多通道接收线圈采集dwi图像。诸如并行成像和部分傅立叶mri之类的快速mri技术通常用于减少epi-dwi采集的失真量。多次激发采集用于采集更高的空间分辨率，但是由于多次激发激励存在由运动诱发的相位误差，因此这些采集更易于在重建时产生重影。有很多用于多次激发dwi的重构技术(例如，多路复用灵敏度编码(muse)、凸集上投影(pocs)-muse等)。然而，这些重建技术限于多通道采集。
6、由于b0不均匀性，单通道dwi遭受的失真更高，回波时间更长且图像质量不可接受。并行成像dwi能够减少失真，但是并行成像无法与单通道采集一起使用。多次激发单通道dwi采集能够减少失真，但是在乘积(例如，muse)中不受支持，因为多次激发单通道dwi产生的混叠无法利用乘积实现来解决。因此，对于单通道dwi采集，当前仅可以采用单次激发采集，但是它产生很多失真，回波时间长且图像质量差。
技术实现思路
1、下文示出了本文所公开的某些实施方案的概述。应当理解，提供这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简要概述，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未示出的各个方面。
2、在一个实施方案中，提供了一种用于执行回波平面扩散加权成像(ep-dwi)的计算机实现的方法。该计算机实现的方法包括经由处理器利用多次激发ep-dwi脉冲序列获得由磁共振成像(mri)扫描仪从单通道身体线圈采集的感兴趣区域的k空间数据。该计算机实现的方法也包括经由处理器对多次激发的k空间数据进行采样，使得对于多次激发中的每次激发，中心k空间被完全采样以形成中心校准区域并且外部k空间在相位编码方向上被部分采样，两者的因子等于多次激发的激发次数，其中在对多次激发的k空间数据进行采样期间，中心校准区域的宽度随着多次激发而变化，以控制ep-dwi的失真程度。该计算机实现的方法还包括经由处理器利用部分傅立叶常数采样以及针对笛卡尔成像(arc)的自动校准重建和凸集上投影(pocs)重建两者来重建多次激发中的每次激发的初始完全采样的k空间估计结果，其中多次激发被视为用于填充相应激发的缺失k空间的多个通道，并且其中交织的激发空间用arc进行填充并且部分k空间用pocs重建进行填充。该计算机实现的方法甚至还包括经由处理器以迭代方式利用低秩正则化算法生成多次激发中的每次激发的重建图像，其中多次激发中的每次激发的初始完全采样的k空间估计结果被低秩正则化算法用作初始猜测。
3、在另一实施方案中，提供了一种用于执行回波平面扩散加权成像(ep-dwi)的系统。该系统包括存储器，该存储器对处理器可执行例程进行编码。该系统还包括处理器，该处理器被配置为访问存储器并且执行处理器可执行例程，其中处理器可执行例程在由处理器执行时使处理器执行动作。该动作包括利用多次激发ep-dwi脉冲序列获得由磁共振成像(mri)扫描仪从单通道身体线圈采集的感兴趣区域的k空间数据。该动作也包括对多次激发的k空间数据进行采样，使得对于多次激发中的每次激发，中心k空间被完全采样以形成中心校准区域并且外部k空间在相位编码方向上被部分采样，两者的因子等于多次激发的激发次数，其中在对多次激发的k空间数据进行采样期间，中心校准区域的宽度随着多次激发而变化，以控制ep-dwi的失真程度。该动作还包括利用部分傅立叶常数采样以及针对笛卡尔成像(arc)的自动校准重建和凸集上投影(pocs)重建两者来重建多次激发中的每次激发的初始完全采样的k空间估计结果，其中多次激发被视为用于填充相应激发的缺失k空间的多个通道，并且其中交织的激发空间用arc进行填充并且部分k空间用pocs重建进行填充。该动作甚至还包括以迭代方式利用低秩正则化算法生成多次激发中的每次激发的重建图像，其中多次激发中的每次激发的初始完全采样的k空间估计结果被低秩正则化算法用作初始猜测。
4、在另一个实施方案中，一种非暂态计算机可读介质，该计算机可读介质包括处理器可执行代码，该处理器可执行代码在由处理器执行时使处理器执行动作。该动作包括利用多次激发回波平面扩散加权成像脉冲序列获得由磁共振成像(mri)扫描仪从单通道身体线圈采集的感兴趣区域的k空间数据。该动作也包括对多次激发的k空间数据进行采样，使得对于多次激发中的每次激发，中心k空间被完全采样以形成中心校准区域并且外部k空间在相位编码方向上被部分采样，两者的因子等于多次激发的激发次数，其中在对多次激发的k空间数据进行采样期间，中心校准区域的宽度随着多次激发而变化，以控制ep-dwi的失真程度。该动作还包括利用部分傅立叶常数采样以及针对笛卡尔成像(arc)的自动校准重建和凸集上投影(pocs)重建两者来重建多次激发中的每次激发的初始完全采样的k空间估计结果，其中多次激发被视为用于填充相应激发的缺失k空间的多个通道，并且其中交织的激发空间用arc进行填充并且部分k空间用pocs重建进行填充。该动作甚至还包括以迭代方式利用低秩正则化算法生成多次激发中的每次激发的重建图像，其中多次激发中的每次激发的初始完全采样的k空间估计结果被低秩正则化算法用作初始猜测。
1.一种用于执行回波平面扩散加权成像(ep-dwi)的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括：
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中重建每次激发(206,252,262)的所述初始完全采样的k空间估计结果(210,256,270)包括利用相应激发(206,252,262)的所述中心校准区域以及所述多次激发(206,252,262)的相邻k空间的加权组合来填充所述相应激发(206,252,262)的缺失k空间。
3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中重建每次激发(206,252,262)的所述初始完全采样的k空间估计结果(210,256,270)包括利用所述中心校准区域来确定所述相应激发(206,252,262)的所述加权组合的权重。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中在所述多次激发(206,252,262)的所述k空间数据进行采样期间，二次采样模式随着所述多次激发(206,252,262)而变动。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中部分傅立叶因子大于所述因子。
6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中获得所述感兴趣区域的所述k空间数据以及对所述k空间数据进行采样包括获得所述k空间数据以及通过多次激励并且在多个扩散方向上对所述k空间数据进行采样。
7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法还包括经由所述处理器通过组合由所述低秩正则化算法通过所述多次激励并且在所述多个扩散方向上从所述多次激发(206,252,262)生成的多个重建图像来生成所述感兴趣区域的扩散加权回波平面图像(214,260,274)。
8.一种用于执行回波平面扩散加权成像(ep-dwi)的系统，所述系统包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中重建每次激发(206,252,262)的所述初始完全采样的k空间估计结果(210,256,270)包括利用相应激发(206,252,262)的所述中心校准区域以及所述多次激发(206,252,262)的相邻k空间的加权组合来填充所述相应激发(206,252,262)的缺失k空间。
10.根据权利要求9所述的系统，其中重建每次激发(206,252,262)的所述初始完全采样的k空间估计结果(210,256,270)包括利用所述中心校准区域来确定所述相应激发(206,252,262)的所述加权组合的权重。
11.根据权利要求8所述的系统，其中在对所述多次激发(206,252,262)的所述k空间数据进行采样期间，二次采样模式随着所述多次激发(206,252,262)而变动。
12.根据权利要求8所述的系统，其中部分傅立叶因子大于所述因子。
13.根据权利要求8所述的系统，其中获得所述感兴趣区域的所述k空间数据以及对所述k空间数据进行采样包括获得所述k空间数据以及通过多次激励并且在多个扩散方向上对所述k空间数据进行采样。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理器可执行例程在被所述处理器执行时使得所述处理器通过组合由所述低秩正则化算法通过所述多次激励并且在所述多个扩散方向上从所述多次激发(206,252,262)生成的多个重建图像来生成所述感兴趣区域的扩散加权回波平面图像(214,260,274)。
15.一种非暂态计算机可读介质，所述计算机可读介质包括处理器可执行代码，所述处理器可执行代码在由处理器执行时使得所述处理器：
