第八节 磁共振成像特殊技术之并行采集技术
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并行采集技术(Parallel Acquisition Technique或Parallel Imaging)
磁共振快速采集新技术,在很大程度上加快了磁共振成像的采集速度。
一、并行采集技术的原理
采用多通道相控阵线圈
减少k空间相位编码线的密集度(矩形FOV)
利用线圈敏感度的信息填充缺失的K空间的相位编码线
加快采集速度8倍以上
常规MR扫描序列的采集时间与图像相位编码方向的编码步数(即k一空间填充线数目)成正相关
扫描时间的公式
Scan Time=TR * Phase * NEX / ETL
TR:重复时间
Phase:相位编码数
NEX:激励次数
ETL:一次TR时间里的采集次数(回波链)
相位编码步数越多,采集时间越长。减少相位编码步数,采集时间则会缩短
但是若要保持空间分辨力不变,减少相位编码步数的结果会造成相位编码方向的视野长度减少,若小于被检组织大的尺寸,则会出现卷折伪影。
并行采集技术利用
在相位编码方向采用多个表面接收线圈
多通道采集的方法
解决了上述矛盾。相控阵线圈可以提高信噪比和信号采集速度
对于单个线圈,靠近线圈的组织信号高,远离线圈的组织信号低;另外,视野以外的组织将卷折到图像对侧。
在并行采集技术中采用多个表面线圈组合成相控阵接收线圈,采集中需要获得各个子线圈的排列及其空间敏感度信息,进而得到成像组织内每一点的敏感度信息。
经过合理的算法将各个子线圈采集的数据和上述敏感度信息,去除单个线圈的卷折伪影,生成完整的图像。为此,并行采集技术可以在减少采集相位编码步数,从而减少采集时间的情况下得到完整图像。
二、并行采集技术序列的种类
基于图像域:
数据采集后,先进行傅里叶转换,得到相位编码方向的短视野形成的卷折的图像,然后利用线圈空间敏感度信息去除单个线圈的图像卷折,这种技术称为敏感度编码( Sensivity Encoding,SENSE)。
mSENSE (Modified SENSitivityEncoding)
ASSET(Array Spatial Sensitivity Encoding Technique)
SENSE (SensitivityEncoding)
基于K空间:
数据采集后,先利用线圈空间敏感度信息填充整个k-空间,再进行傅里叶转换重建图像,这种技术称为空间协调同时采集(Simultaneous Acquisition of Spatial Harmony,SMASH)或一般性自动校准部分并行采集( Generalized Autocalibrating Partial Parallel Acquisition,GRAPA)。
目前三大公司的并行采集技术名称分别为
GE公司ASSET
飞利浦公司SENSE
西门子公司iPAT
并行采集技术的优点采集时间减少,并可减少单次激发EPI序列的磁敏感伪影。缺点是图像信噪比降低,且可能出现未完全去除的图像卷折伪影,尤其是当采用较大并行采集加速因子时。
实际应用需注意
并行采集需要线圈单元空间敏感度的差异来消除伪影
校准信号可以提供线圈敏感度的差异
预卷褶 即使不应用并行采集,由于FOV要小于目标物体,因此会发生图像折叠mSENSE不能处理预折叠图像,要求有较大的FOV(低分辨率)
GRAPPA能处理预折叠图像,可用较小的FOV(高分辨率)
上图中心伪影随FOV增大明显改善
出现伪影原因:FOV过小
伪影特点:类似卷褶伪影,但多出现在图像中心,图像中心条带状伪影,信噪比明显降低。
解决办法:增大扫描FOV,相位方向FOV必须尽量选择100%
并行采集优点:
加快采集时间
采集时间不变时可增加空间分辨率和三维采集范围
提高时间分辨力
增加采集次数,提高信噪比
减少单次激发EPI序利的磁敏感伪影
缩小回波间隔,提高图像质量