磁共振成像中的金属伪影校正

摘要

本发明提供了一种磁共振成像系统。指令令控制磁共振成像系统的处理器(136)通过省略针对视场的外部的体积进行编码的相位编码(408)中的至少一些来修改(200)脉冲序列数据。所述脉冲序列数据指定视场(126)的二维切片的堆叠(128)的采集。所述脉冲序列数据还指定垂直于二维切片的方向(130)上的相位编码。所述脉冲序列数据指定最大SEMAC因子(400)。所述最大SEMAC因子指定针对所述二维切片中的每个的在垂直方向上的相位编码步进的最大数量。所述指令还令处理器确定(202)针对二维切片的堆叠中的每个二维切片的切片SEMAC因子。所述切片SEMAC因子是通过对针对视场内的区域进行编码的相位编码步进进行计数来确定的。所述指令还令所述处理器通过将所述二维切片的堆叠划分成多个包(502、504)来修改(204)所述脉冲序列数据。多个包中的每个内的切片使用垂直方向上的外部线性轮廓来排序。通过对具有预定范围内的切片SEMAC因子的切片进行分组来将二维切片的堆叠划分成多个包。所述多个包中的每个被采集为脉冲序列重复的系列。所述指令还令处理器通过对包的轮廓顺序进行重新排序来修改(206)所述脉冲序列数据，以移除所述视场的外部的相位编码中的至少一些。

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像，具体而言涉及磁共振图像中的由金属物体的存在引起的伪影的校正。

背景技术

作为产生患者身体内的图像的流程的部分，磁共振成像(MRI)扫描器使用静态磁场来使原子的核自旋对齐。该静态磁场被称为B0场。

然而，被成像的对象内的金属物体的存在可以使B0场扭曲。这可能导致采集的磁共振图像内的伪影。

在Lu等人的“SEMAC：Slice Encoding for Metal Artifact Correction in MRI”(Magnetic Resonance in Medicine，第62卷、第66-76页(2009年))(以下称“Lu等人”)中解释了SEMAC图像采集技术。SEMAC技术在磁共振数据的采集期间使用额外的相位编码来校正由对象内的金属物体引起的通过平面的扭曲。Chiel den Harder的论文“Metal implantartifact reduction in magnetic resonance imaging”(2014)提到，在采集的体积的边缘处，不是所有的偏共振图像都被采集。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统、一种方法以及一种计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。

如本领域技术人员将认识到的，本发明的若干方面可体现为设备、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例(在本文中全部可以被统称为“电路”、“模块”或“系统”)的形式。此外，本发明的各方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其具有实现于其上的计算机可执行代码。

可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。本文中使用的“计算机可读储存介质”涵盖可以储存可以由计算设备的处理器运行的指令的任意有形储存介质。所述计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非瞬态存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可以能够存储数据，所述数据能够由所述计算设备的处理器访问。计算机可读存储介质的范例包括但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩光盘(CD)和数字多用光盘(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指代能够由所述计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可以经由调制解调器、经由互联网或经由局域网络来检索数据。实现在计算机可读介质上的计算机可执行代码可以使用任何恰当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等，或上述各项的任何适当的组合。

计算机可读信号介质可以包括具有实现在其中的例如在基带内或者作为载波的部分的计算机可执行代码的传播的数据信号。这样的被传播信号可以采取多种形式中的任一种，包括，但不限于，电磁的、光学的、或者它们的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质并且其能够传递、传播或传输程序用于由指令运行系统、装置或设备使用或者与其结合使用。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是处理器能直接访问的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另一范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或反之亦然。

用在本文中的“处理器”涵盖能够运行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为能够包括超过一个处理器或处理内核。所述处理器例如可以是多核处理器。处理器还可以是指单个计算机系统之内或者被分布在多个计算机系统之间的处理器的集合。术语计算设备也应被解释为可能指计算设备的集合或网络，每个计算设备均包括一处理器或多个处理器。所述计算机可执行代码可以由多个处理器运行，所述处理器可以处在相同的计算设备内或者其甚至可以跨多个计算设备分布。

计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的各方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本发明的方面的操作的计算机可执行代码可以以一个或多个编程语言的任何组合来编写并且被编译为机器可执行指令，所述一个或多个编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或相似编程语言的常规过程性编程语言。在一些情况下，所述计算机可执行代码可以以高级语言的形式或者以预编译形式并且结合在运行时生成机器可执行指令的解释器来使用。

所述计算机可执行代码可以作为单机软件包全部地在所述用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上、或者全部地在所述远程计算机或服务器上运行。在后一种情形下，所述远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机，或者可以(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)对外部计算机进行连接。

本发明的各方面参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图得以描述。应理解，流程图、图示和/或框图的每个框或框的部分能够在适用时通过计算机可执行代码的形式的计算机程序指令来实施。还应理解，当不相互排斥时，在不同的流程图，图示和/或框图中的块的组合可以被组合。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机的处理器或者其他可编程数据处理装置以产生机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置运行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，其能够引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式工作，使得被存储在所述计算机可读介质中的指令产生包括实施在流程图和/或(一个或多个)框图框中所指定的功能/动作的指令的制品。

所述计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以令一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的指令提供用于实施在流程图和/或(一个或多个)框图框中所指定的功能/动作的过程。

如在本文中所使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统进行交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人类接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或接收来自操作者的信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的输入能够被计算机接收并且可以从计算机向用户提供输出。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且该接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。数据或信息在显示器或图形用户接口上的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏板、网络摄像头、头盔、踏板、有线手套、遥控器以及加速度计接收数据都是实现从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。

如在本文中所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置进行交互或者对其进行控制的接口。硬件接口可允许处理器将控制信号或指令传送给外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使处理器与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口和数字输入接口。

本文中使用的“显示器”或“显示设备”涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉，音频和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示、盲文屏幕、

阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、向量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影机和头戴式显示器。

磁共振(MR)数据在本文中被定义为由在磁共振成像扫描期间使用磁共振装置的天线对由原子自旋发射的射频信号的所记录的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为包含在磁共振成像数据内的解剖数据的经重建的二维或三维可视化。这种可视化可使用计算机来执行。

在一个方面中，本发明提供了一种用于采集来自成像区的磁共振数据的磁共振成像系统。磁共振成像系统包括存储器，所述存储器包含机器可执行指令和脉冲序列数据。本文所用的脉冲序列数据涵盖描述对磁共振成像系统根据特定协议采集磁共振数据所必需的控制的数据。脉冲序列数据可以例如直接为机器命令的形式，其使得处理器或其他控制器能够直接控制磁共振成像系统来采集磁共振数据。脉冲序列数据还可以涵盖易于变换成机器可执行指令的数据。例如，非常典型的脉冲序列以时间轴的形式被设计。该时间轴上的条目可以由程序或编译器转换成直接被用于控制磁共振成像系统的指令。

脉冲序列数据描述SEMAC磁共振成像方法。SEMAC表示磁共振成像中金属伪像校正的切片编码。这种技术例如在“Lu等人”中描述。

脉冲序列数据指定视场的二维切片的堆叠的采集。视场在成像区内。脉冲序列数据还指定垂直方向上的相位编码。垂直方向垂直于二维切片。脉冲序列数据指定最大SEMAC因子。最大SEMAC因子指定针对二维切片中的每个的在垂直方向上的相位编码步进(phaseencoding step)的最大数量。在各种范例中，最大SEMAC因子可以基于磁共振成像系统的磁场扭曲有多大而变化。通常，当对象内的金属或其他物体使B0磁场扭曲时，使用SEMAC磁共振成像方法。

磁共振成像系统还包括用于控制磁共振成像系统的处理器。机器可执行指令的运行令处理器识别对二维切片堆叠外部的体积进行编码的选定的相位编码或相位编码的集合。同样地，可以通过移除对视场外部的体积进行编码的相位编码来修改脉冲序列数据。也就是说，相位编码也可以在它们被识别时被移除，

在SEMAC成像或磁共振数据的采集期间，需要使用多个相位编码重复地采集针对特定切片的磁共振数据。这些相位编码垂直于二维平面，并且基本上被用于捕获来自从该特定切片偏移的切片的数据。

靠近视场的边缘的切片可以具有从视场的外部采集数据的相位编码步进。由于这在视场外部，因而对从这些相位编码步进采集数据不感兴趣。因此，在将已经从视场的外部采集数据的步骤中，可以跳过该特定的相位编码步进。机器可执行指令的运行还令处理器确定针对二维切片的堆叠中的每个二维切片的切片SEMAC因子。通过对针对在感兴趣区域(ROI)内的二维切片的堆叠中的每个二维切片的相位编码步进进行计数来确定切片SEMAC因子。也就是说，在上一步骤中，确定或省略了多个相位编码。总而言之，在一些切片中，不执行特定的相位编码步进。这降低了切片SEMAC因子。例如，如果针对特定切片的SEMAC因子为5，则两个相位编码步进要对在视场外的数据进行编码，这两个相位编码步进将不被执行。这将使切片SEMAC因子从5降低到3。

对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器通过将二维切片的堆叠划分成多个包来修改脉冲序列数据。多个包内的每个内的切片使用垂直方向上的外部线性轮廓来排序。通过对具有预定范围内的切片SEMAC因子的切片进行分组来将二维切片的堆叠划分成多个包。每个多个包被采集为脉冲序列重复的系列。按外部线性轮廓排序意味着将具有相同相位编码的切片分组在一起。

对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器通过对包的轮廓顺序进行重新排序来修改脉冲序列数据，以移除选定的相位编码中的至少一些。当跳过相位编码步进时，在其被从其移除的特定的脉冲重复中实质上有一个孔。在这种情况下，简单地不执行特定的相位编码不会减少采集时间，因为在脉冲序列重复中存在空的孔。使脉冲序列重复更短可能不起作用，因为必须通过所有切片实现相同的磁化稳定状态，以便针对所有切片具有可比的信号加权。

为了减少时间，已经选择相位编码的采集与包的结束时的采集相交换或者与包内的选定的脉冲重复相交换。如果可以通过对轮廓顺序重新排序来完全填充特定的脉冲序列重复，则可以跳过整个脉冲重复。当应用SEMAC方法用于采集磁共振数据时，这造成时间节省。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器通过利用所述脉冲序列数据控制所述磁共振成像系统来采集磁共振数据。

在另一实施例中，通过将选定的相位编码交换所选择的脉冲序列重复来来对包的轮廓顺序进行排序以移除所选择的相位编码中的至少一些。该包是多个包中的一个。选择的脉冲序列重复是所述包中的一系列脉冲序列重复中的一个或多个。在本文描述的范例中，选定的相位编码被交换到包的结束。然而，选定的相位编码不一定需要被交换到所述包的脉冲重复的结束。只要利用选择的相位编码填充完整的脉冲重复，就可以从所述包中移除整个脉冲重复，并且从而缩短采集时间。

在一些范例中，所选择的脉冲序列重复是结束脉冲序列重复。在脉冲序列重复结束之后，在包的运行期间不再发生磁共振数据的采集。

在另一实施例中，如果所选择的脉冲序列被填充有选定的相位编码的至少部分，则通过跳过所选择的脉冲序列重复截断所述包来移除选定的相位编码。

在另一实施例中，二维切片的堆叠中的每个二维切片具有切片宽度。垂直方向上的每个相位编码对应于等于切片宽度的偏移。这能够是有益的，因为其使得来自已被相位编码的不同切片的数据能够被组合在一起以创建校正的切片。

在另一实施例中，脉冲序列重复的系列中的每个脉冲序列重复包含来自包的每个切片的磁共振数据的一个测量。

在另一实施例中，脉冲序列数据使用视角倾斜自旋回波序列来指定对视场的二维切片的堆叠的采集。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器根据SEMAC磁共振成像方法来根据磁共振数据重建磁共振图像。

在另一方面，本发明提供一种操作磁共振成像系统以通过利用脉冲序列数据控制磁共振成像系统来从成像区采集磁共振数据的方法。脉冲序列数据描述SEMAC磁共振成像方法。脉冲序列数据指定视场的二维切片的堆叠的采集。脉冲序列数据还指定垂直方向上的相位编码。垂直方向垂直于二维切片。脉冲序列数据指定最大SEMAC因子。最大SEMAC因子指定针对二维切片中的每个的在垂直方向上的相位编码步进的最大数量。所述方法包括通过选择针对视场外的体积进行编码的相位编码来修改脉冲序列数据的步骤。所述方法还包括针对二维切片的堆叠中的每个二维切片来确定切片SEMAC因子的步骤。切片SEMAC因子是通过针对二维切片的堆叠中的每个的剩余相位编码步进进行计数来确定的。

所述方法还包括通过将二维切片的堆叠划分成多个包来修改脉冲序列数据的步骤。使用在垂直方向上的外部线性轮廓对多个包中的每个内的切片进行排序。通过对至少具有在预定范围内的切片SEMAC因子的切片分组来将二维切片的堆叠分成多个包。所述多个包中的每个被采集为脉冲序列重复的系列。划分脉冲序列使得被划分为多个包的堆叠也可以具有额外的准则。

例如，切片可以额外地是交错的或者在它们之间具有更多的切片。例如，如果两个切片是在相同的包中彼此相邻地采集的，则一个切片中的编码可能影响另一个切片。经常当针对多个包选择切片时，彼此相邻的切片可以放置在不同的包中。作为对此的备选，也可以改变包内的特定脉冲重复中的切片的顺序，以帮助减少切片彼此相互作用的影响。在它们是相邻切片的情况下，它们可以在脉冲序列重复中被排列为使得特定切片具有弛豫的时间。

该方法还包括通过对包的轮廓顺序进行重新排序来修改脉冲序列数据以移除所选择的相位编码中的至少一些的步骤。所述包是从多个包中选择的。所述方法还包括通过利用脉冲序列数据控制磁共振成像系统来采集磁共振数据的步骤。

具有与切片正交相位编码的额外的轮廓(SEMAC)的二维切片的堆叠被划分成若干包。在每个包内，SEMAC因子处于(优选地，窄的)预定范围内。轮廓的初始捕获顺序是，在每个SEMAC相位编码步进处，采集具有处理中的所述包的它们的SEMAC因子的所有切片的轮廓，并且然后SEMAC相位编码线性增加。因此，在具有SEMAC相位编码排序的切片和轮廓的嵌套迭代中，外部循环是线性SEMAC轮廓(相位编码)排序。这被指示为通过外部线性轮廓来对包中的切片进行排序。

在具有小于最大SEMAC值的SEMAC因子的包中，SEMAC轮廓排序的重新布置被应用以用不同切片的下一个所需相位编码轮廓来代替多余相位编码步进。这允许将所有多余的SEMAC轮廓移动到包的结束。然后，在包的采集中，可以在多余的轮廓处截断包。换句话说，包内的轮廓的重新排序形成了该包上的所需轮廓的连续演替。

在另一实施例中，通过将选定的相位编码交换到所选择的脉冲序列重复，对包的轮廓顺序进行重新排序以移除选定的相位编码中的至少一些。该包是多个包中的一个。选择的脉冲序列重复是包的脉冲序列重复的系列中的一个或多个脉冲序列重复。

在另一实施例中，如果所选择的脉冲序列重复被填充有选定的相位编码的至少部分，则通过跳过所选择的脉冲序列重复截断所述包来移除所选择的相位编码。

在另一实施例中，二维切片的堆叠中的每个二维切片具有切片宽度。在垂直方向内的每个相位编码对应于等于切片宽度的偏移。

在另一实施例中，脉冲序列重复的系列中的每个脉冲序列重复包含来自包的每个切片的磁共振数据的一个测量。

在另一实施例中，所述方法还包括根据SEMAC磁共振成像方法根据磁共振数据重建磁共振图像的步骤。

在另一方面中，本发明提供了一种包括用于由控制磁共振成像系统的处理器运行的机器可执行指令的计算机程序产品。所述磁共振成像系统被配置为从成像区采集磁共振数据。所述磁共振成像系统包括存储器，其包含脉冲序列数据。脉冲序列数据描述SEMAC磁共振成像方法。脉冲序列数据指定视场的二维切片的堆叠的采集。脉冲序列数据还指定垂直方向上的相位编码。垂直方向垂直于二维切片。脉冲序列数据指定最大SEMAC因子。最大SEMAC因子指定针对二维切片中的每个的在垂直方向上的相位编码步进的最大数量。

对所述机器可执行指令的执行令所述处理器识别编码所述脉冲序列数据中的在视场外的体积的选定的相位编码。机器可执行指令的运行还令处理器确定针对二维切片的堆叠中的每个二维切片的切片SEMAC因子。通过对针对感兴趣区域内的二维切片的每个堆叠的相位编码步进进行计数来确定切片SEMAC因子。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器通过将二维切片的堆叠划分成多个包来修改脉冲序列数据。多个包中的每个内的切片使用垂直方向上的外部线性轮廓来排序。

通过对具有预定范围内的切片SEMAC因子的切片进行分组来将二维切片的堆叠划分成多个包。所述多个包中的每个被采集为脉冲序列重复的系列。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器通过对包的轮廓顺序进行重新排序来修改脉冲序列数据以移除选定的相位编码。所述包是从多个包中选择的。对所述机器可执行指令的运行还令所磁共振成像系统通过利用所述脉冲序列数据控制所述磁共振成像系统来采集所述磁共振数据。

应理解的是，本发明的一个或多个前述实施例可以组合，只要组合的实施例不相互排斥即可。

附图说明

在下文中，将仅通过范例参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1图示了磁共振成像系统的范例；

图2示出了图示操作图1的磁共振成像系统的方法的流程图；

图3图示了磁共振成像的SEMAC方法；

图4图示了磁共振成像的经修改的SEMAC方法；

图5还图示了磁共振成像的经修改的SEMAC方法；

图6还图示了磁共振成像的经修改的SEMAC方法；并且

图7还图示了磁共振成像的经修改的SEMAC方法。

附图标记列表

100 磁共振系统

104 磁体

106 磁体的膛

108 测量区或成像区

110 磁场梯度线圈

112 磁场梯度线圈电源

114 射频线圈

116 收发器

118 对象

120 对象支撑体

122 致动器

124 金属物体

126 感兴趣区域

128 切片的堆叠

130 垂直方向

132 计算机系统

134 硬件接口

136 处理器

138 用户接口

140 计算机存储设备

142 计算机存储器

150 脉冲序列数据

152 最大SEMAC因子

154 切片SEMAC因子

156 磁共振数据

158 磁共振图像

160 控制模块

162 脉冲序列修改模块

164 图像重建模块

200 通过识别对视场的外部的体积进行编码的相位编码来识别脉冲序列数据中的选定的相位编码

202 确定所述二维切片的堆叠中的每个的切片SEMAC因子

204 通过将二维切片的堆叠划分成多个包来修改脉冲序列数据

206 通过对包的轮廓顺序进行重新排序来修改脉冲序列数据以移除选定的相位编码中的至少一些

208 通过利用脉冲序列指令控制磁共振成像系统来采集磁共振数据

300 切片

302 切片的位置

304 偏移的相位编码区域

306 组装的视场

308 额外的数据

310 组合的数据

400 SEMAC因子

402 实际切片

404 组合成切片的数据

406 组合以形成切片4的数据

408 未使用的数据

500 线性轮廓排序

502 包1

504 包2

700 删除的脉冲重复

702 轮廓顺序

具体实施方式

在这些附图中，类似编号的元件要么是等价元件，要么执行相同的功能。如果功能是等价的，则在较后的附图中将不必讨论之前已经讨论过的元件。

图1示出了具有磁体104的磁共振成像系统100的范例。磁体104是具有通过其的膛106的超导圆柱型磁体104。使用不同类型的磁体也是可能的；例如，也能够使用分裂式圆柱形磁体和所谓的开放磁体两者。分裂式圆柱形磁体类似于标准的圆柱形磁体，除了低温恒温器已经分裂成两部分，以允许访问所述磁体的等平面，这样的磁体可以例如与带电粒子束治疗相结合地使用。开放磁体具有两个磁体部分，一个在另一个上方，之间具有足够大的空间以接收对象：两部分区的布置类似于亥姆霍兹线圈的布置。开放磁体是受欢迎的，因为对象较少地受限。在圆柱形磁体的低温恒温器内部有超导线圈的集合。在圆柱形磁体104的膛106内，存在成像区108，在成像区108中，磁场足够强和均匀以执行磁共振成像。

磁体的膛106内还有磁场梯度线圈110的集合，其用于采集磁共振数据，以对磁体104的成像区108内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈连接到磁场梯度线圈电源112。磁场梯度线圈110旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈110包含用于在三个正交空间方向上空间地编码的三个分立的线圈的集合。磁场梯度电源将电流供应到所述磁场梯度线圈。供应到磁场梯度线圈110的电流根据时间来进行控制并且可以是斜变的或脉冲的。

与成像区108相邻的是射频线圈114，射频线圈114用于操纵成像区108内的磁自旋的取向，并且用于接收来自也在成像区108内的自旋的无线电发射。射频天线可包含多个线圈元件。射频天线也可称为频道或天线。射频线圈114连接到射频收发器116。射频线圈114和射频收发器116可以由独立的发射线圈和接收线圈以及独立的发射器和接收器替代。应理解，射频线圈114和射频收发器116是代表性的。射频线圈114旨在还表示专用的发射天线和专用的接收天线。类似地，收发器116也可以表示单独的发射器和接收器。射频线圈114也可以具有多个接收/发射元件，并且射频收发器116可以具有多个接收/发射通道。

在对象118内存在金属物体124。感兴趣区域126已经被定位于金属物体124周围并且在成像区108内。视场126被划分成切片的堆叠128。箭头130指示垂直于切片的堆叠128的平面的方向。在方向130上应用相位编码梯度。

对象支撑体120被附接到任选的致动器122，所述致动器能够移动对象支撑体和对象118通过成像区域108。以这种方式，对象118的较大部分或者整个对象118可以被成像。收发器116、磁场梯度线圈电源112和致动器122全部被视为连接到计算机系统132的硬件接口134。计算机包括计算机存储设备140、任选的用户接口138以及计算机存储器142。计算机存储器142和计算机存储设备140的内容可以互换或复制。

计算机存储设备140被示为包含脉冲序列数据150。脉冲序列数据150包含使得处理器136能够根据SEMAC磁共振成像方法来采集磁共振数据的指令。计算机存储设备140还被示为包含最大SEMAC因子152。这例如可以是预定的或者可以从用户接口138接收。计算机存储设备140还示出了针对切片的堆叠128中的每个的切片SEMAC因子154。计算机存储设备154还示出了利用脉冲序列数据150控制磁共振成像系统100采集的磁共振数据156。计算机存储设备140还示出了根据磁共振数据156重建的磁共振图像158。

计算机存储器142被示出为包含控制模块160。控制模块160包含计算机可执行指令，所述计算机可执行指令使得处理器136能够控制磁共振成像系统100的操作和功能以采集磁共振数据。计算机存储器142还被示为包含脉冲序列修改模块162。脉冲序列修改模块162使得处理器136能够执行修改脉冲序列数据的步骤。计算机存储器142还被示出为包含图像重建模块164，图像重建模块164包含令处理器根据磁共振数据154重建磁共振图像156的指令。

图2示出了图示操作图1中的磁共振成像系统100的方法的流程图。首先在步骤200中，识别脉冲序列数据中的针对在编码视场外的体积编码的选定的相位编码。接下来在步骤202中，针对二维切片的堆叠128中的每个确定切片SEMAC因子。切片SEMAC因子通过对编码感兴趣区域内的体积的相位编码的数量进行计数来确定的。初始地，每个切片具有等于最大SEMAC因子的切片SEMAC因子。在步骤200之后，切片SEMAC因子可以通过针对特定切片识别的选定的相位编码的数量来减少。在步骤204中，通过将二维切片的堆叠划分成多个包来修改脉冲序列数据。多个包中的每个内的切片使用垂直方向上的外部线性轮廓来排序。通过对具有预定范围内的切片SEMAC因子的切片进行分组来将二维切片的堆叠划分成多个包。在例如两个或三个的多个包的情况下，切片可以被划分成具有更大和更小的切片SEMAC因子的组。

所述多个包中的每个被采集为脉冲序列重复的系列。接下来在步骤206中，通过对包的轮廓顺序进行重新排序以移除选定的相位编码中的至少一些来进一步修改脉冲序列数据。所述包是从多个包中选择的。最终，在步骤208中，通过利用脉冲序列数据150控制磁共振成像系统100来采集磁共振数据。在已经通过其他步骤修改脉冲序列数据后，利用脉冲序列数据来完成采集。

针对SEMAC，针对每个切片采集相同数量的额外的垂直或“z编码”。在SEMAC中，通常执行“z”方向上的相位编码。然而，相位编码梯度可以根据MRI系统的典型x、y和z梯度的分量来构建。对于z编码的参考也被理解为也关于相对于感兴趣区域(ROI)的切片选择的任意方向可应用。应当理解，对z编码或在“z”方向上的编码的引用是指垂直于切片的堆叠的编码。

在最终组合过程中，最外面的z编码不能使用，因为它们缺少要与之组合的对应的切片。作为结果，需要无用的数据并且增加了扫描时间。想法是每切片调整SEMAC因子，使得仅最终组合所需的z编码被采集。为了允许这一点，具有可比较的SEMAC因子的切片必须以优化的采集顺序分组在采集包中，以避免串扰。

图3图示了常规的SEMAC方法。被标记300的块表示切片。一个切片300已经被标记。中间的块302表示切片的物理位置。被标记304的块是从在垂直方向上相位编码的切片302偏移的区域。图3中右手侧的块示出了组装的视场306。组装的视场306包括来自切片302的位置并且还有在相同空间位置中的所有其它偏移的相位编码区域304的数据。可以看出，组合的数据集310包含组装的视场306以及在视场306的外部的额外数据308。

SEMAC是一种基于多切片的采集方案，其应用额外的通过平面相位编码来校正切片扭曲。然后，在重建期间将所得到的交叠体积组合为包含来自多个选定的切片的信息的扭曲校正的图像。

用于金属伪影校正的切片编码或SEMAC(“用于金属伪影校正的切片编码”)是已知的采集技术，其用于减少由于金属的存在的敏感性伪影。SEMAC基于多切片TSE采集，并且以增加的扫描持续时间为代价，应用额外的通过平面相位编码来校正切片扭曲。然后，将所得到的交叠体积组合为包含来自多个选定的切片的信息的扭曲校正的图像。

在标准的SEMAC采集中，针对每个切片应用相同的SEMAC因子(额外的z编码的数量)。然而，对于最外面的切片，一些z编码不能用于最终组合，因为它们缺少要与之组合的对应的切片。

图4至图7图示了一种对SEMAC磁共振数据的采集进行布置以使得不采集额外数据308的的方法。这减少了采集磁共振数据的时间量。

图4示出了具有八个切片的SEMAC采集。这些被标记为300。在该采集中的最大SEMAC因子为7。针对这些各种切片304的相位编码被标记为3、2、1、0、-1、-2和-3。被标记为0的相位编码对应于实际切片的物理位置。在图4中，存在有阴影的块。被标记为402的块对应于切片的物理位置，并且在每个切片300内也被标记为0。被标记为404的块包含感兴趣区域内的数据。被标记为408的块是在感兴趣场408的外部的块。被标记为406的块的行示出了要从切片1-7组合以重建切片4中的数据的数据。

图4示出了针对SEMAC采集的方案，其示出了每切片的采集的z编码(SEMAC因子)。每个激励的切片(402)的信号与额外的偏共振信号(406)组合。由408指示的z编码不被用于最终组合，因为它们缺少要与之组合的对应的激励的切片。

可以使用以下特征中的一个或多个来构造经修改的SEMAC方法的范例：

1)为了优化扫描时间，最终组合所需的z编码或垂直编码中的至少一些不被采集。

2)为了保持相同的脉冲重复时间(TR)，优化位置顺序和z顺序，使得在一个包中采集具有较低的所需的SEMAC因子的所有位置，其中，省略在采集的结束时的z编码，其中，它们不影响TR。

经修改的SEMAC协议的实施方式可以包括以下步骤中的一个或多个：

1)确定每个位置(切片)的SEMAC因子。

2)基于需要的包的数量，确定每个包的最大SEMAC因子。

3)重新排列位置，使得具有可比较的SEMAC因子的位置被放置在相同的包中，使得可接受的接近度的准则在该包内仍然得到满足。

4)修改z轮廓(垂直方向上的轮廓)顺序。

5)在重建期间使用位置相关的最大和最小编码数量，以便仅重建采集的3D体积。

步骤1：确定每个位置(切片)的SEMAC因子。

使用图4的范例，我们可以识别每个位置的以下SEMAC因子：

S1 1S1 2S1 3S1 4S1 5S1 6S1 7S1 845677654

步骤2：确定每个包的最大SEMAC因子。

该步骤是明智的，因为如果我们要保持相同的TR，则针对一个包(Pck)的所需的扫描时间总是取决于具有最高数量的z编码(SEMAC因子)的位置。假设2包采集，每个包的SEMAC因子如下：

Pck 1Pck 275

图5示出了使用线性轮廓顺序500的脉冲序列数据的组织。这些切片已经被划分为包1(Pck 1)502和包2(Pck 2)504。切片已经被分开，使得切片在每个脉冲序列重复506期间彼此间隔开最大距离。在这些图中，SEMAC因子为7。可以选择在感兴趣场之外的相位编码的数量408。这些被示为虚线。在一个脉冲重复506中一起采集每个包502和504的水平行内的相位编码。在检查相位编码的分布时，可以看出，选定的相位编码贯穿两个包502、504相当均匀地展开。可以跳过这些特定的相位编码；然而，简单地跳过它们不使人们能够减少采集时间。为此，确定针对切片中的每个的切片SEMAC因子。例如，切片1的切片SEMAC因子为4。切片5的切片SEMAC因子为7。切片3的切片SEMAC因子为6。切片7的切片SEMAC因子为5。

步骤3：重新排列位置

图5示出了将假设两个包和一个线性外部z轮廓排序而采集不同位置和z轮廓的顺序。在这种情况下，奇数和偶数编号的切片被分离为2个包，并且省略的z轮廓在采集时段上分散。作为结果，如果我们想保持相同的TR，则不能实现扫描时间的减少。这就是为什么，具有可比较SEMAC因子的位置必须被组合在相同包中。图6示出了重新排序后的相同范例。具有最高SEMAC因子的堆叠的中心位置已经被放置在第一包中，而具有较低SEMAC因子的位置已经被放置在第二包中。在第二步中，已经优化了包内的位置顺序，以便为每个位置实现可接受的接近度准则。

图6示出了切片的选择如何能够被重新排序并放入不同的包502、504中。在图6中，现在已经将切片5、3、6和4分配给包1，502，并且已经将切片2、8、1和7分配给包2，504。具有z相位编码3的切片3和具有z相位编码-3的切片6在图5中被示出为未被采集。在图6中，这两个相位编码步进是需要的，使得针对框502采集磁共振数据的完整块。可以看出，包2，504中的切片没有高于5的SEMAC因子。然而，如果使用如图6的包2所示的采集，则没有得到时间节省。无论是否采集数据，仍然需要执行每个脉冲重复。

图7示出了相位编码被重新排序的范例。可以切换相位编码步进，使得被标记为700的最后两个脉冲重复506被完全填充有重建切片不需要的数据408。这些最后两个脉冲重复506被标记为700。这些最后两个脉冲重复可以被省略。通过丢弃这两个最后两个脉冲重复，可以看到采集图7，702所示的轮廓顺序的磁共振数据的时间将比图5所示的轮廓顺序500需要更少的时间。在图6中，相位编码的位置根据每个位置的SEMAC因子重新排序。第一个包中的位置的SEMAC因子为7，第二个包中的位置的SEMAC因子为5。

步骤4：修改z轮廓顺序

图6中的采集顺序不足以节省扫描时间，因为在整个第二包的采集期间在不同的时间点处采集了忽略的z轮廓。为此，理由是，包2中的不同位置的z轮廓顺序被调整，使得在采集结束时将采集省略的z轮廓，如图7中所示。因此，14个TR中的2个不需要被采集，其对应于大约14％的扫描时间的减少。

如上所述，z轮廓顺序已经在第二个包中被调整(如破折号后的z轮廓号指示的)，以便将省略的z轮廓移动到采集的结束。

步骤5：用于重建的位置相关编码号

在标准的多块重构中，针对所有位置的最小编码号和最大编码号都相同。在本发明中，z编码号每位置变化，其必须由重建考虑。因此，必须使用以下经修改的编码号来重建单独的z轮廓：

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但这样的图示和描述应当被认为是说明性或示范性的，而非限制性的。本发明不限于公开的实施例。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践请求保护的本发明时能够理解并且实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求书中所记载的若干个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在适合的介质上，例如与其他硬件一起被提供或作为其他硬件的部分被提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他的有线或无线的电信系统分布。权利要求书中的任何附图标记均不应被解释为对范围的限制。