相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2014年12月4日提交的印度專利申請(qǐng)?zhí)?113/che/2014的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將其的全部結(jié)合到本文中。

背景技術(shù)：

本說(shuō)明書的實(shí)施例一般涉及診斷成像，以及更具體來(lái)說(shuō)涉及用于磁共振(mr)圖像中的組成材料的改進(jìn)分類的方法和系統(tǒng)。

磁共振成像(mri)提供具有優(yōu)良軟組織對(duì)比度的高質(zhì)量圖像以供在患者的診斷和/或治療中使用。具體來(lái)說(shuō)，mri可與一個(gè)或多個(gè)其他成像形態(tài)結(jié)合使用，以提供補(bǔ)充診斷信息供在更詳細(xì)研究生物化學(xué)過(guò)程中使用。例如，mri可用來(lái)補(bǔ)充由正電子發(fā)射斷層掃描(pet)系統(tǒng)所提供的分子信息，以用于以較高靈敏度來(lái)跟蹤生物標(biāo)記。

通常，pet成像必需光子-電子交互，其可導(dǎo)致所發(fā)射光子的衰減，這又導(dǎo)致降級(jí)的圖像質(zhì)量和不準(zhǔn)確的pet定量。mri數(shù)據(jù)的使用幫助校正pet衰減值，因而提供更準(zhǔn)確的臨床信息。具體來(lái)說(shuō)，pet衰減值可使用mri數(shù)據(jù)來(lái)校正，mri數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地分類為對(duì)應(yīng)的組成材料，例如特定組織、空氣、脂肪、水、骨、金屬和/或其他材料。

常規(guī)mri生成正響應(yīng)信號(hào)，其對(duì)包含軟組織、水和/或脂肪的被成像區(qū)域的部分具有不同的信號(hào)強(qiáng)度或亮度。例如，從肝組織所接收的響應(yīng)信號(hào)可具有特定信號(hào)強(qiáng)度，其與從胃組織所接收的響應(yīng)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度是不同的。因此，信號(hào)強(qiáng)度的差可用來(lái)清楚地分類被成像區(qū)域中的組成材料。

但是，常規(guī)mri在對(duì)沒(méi)有水或脂肪分子的區(qū)域進(jìn)行成像時(shí)無(wú)法生成具有這類有區(qū)別的信號(hào)強(qiáng)度的響應(yīng)信號(hào)。例如，常規(guī)mri脈沖序列在對(duì)包含空氣、骨和/或金屬的區(qū)域進(jìn)行成像時(shí)生成不清楚的暗信號(hào)，即使這些組成材料具有充分不同的衰減值。此外，接近金屬對(duì)象、例如起搏器或牙體充填物的區(qū)域的mri因金屬與周圍組織之間的大磁化率變化而可引起過(guò)度發(fā)熱和/或圖像偽影。具體來(lái)說(shuō)，被成像區(qū)域中的金屬的存在可引起mri期間的顯著共振頻率變化，由此導(dǎo)致充分信號(hào)丟失、脂肪抑制失敗、幾何失真和亮堆積偽影。

相應(yīng)地，某些常規(guī)mri系統(tǒng)提供分類方法，其嘗試基于信號(hào)強(qiáng)度的差、弛豫效能、化學(xué)位移和/或圖像梯度信息來(lái)區(qū)分包含空氣的區(qū)域與包含骨結(jié)構(gòu)和金屬的區(qū)域。某些其他分類方法必需在金屬植入物周圍繪制的磁場(chǎng)，從而使用不對(duì)稱自旋回波mri序列、超短回波時(shí)間(ute)和/或零回波時(shí)間(zte)mri脈沖序列來(lái)解決不同組成材料之間的不明確性。

但是，甚至這類常規(guī)分類方法也無(wú)法減輕產(chǎn)生于由被成像區(qū)域中的金屬對(duì)象的存在所引起的大信號(hào)丟失的所確定診斷信息的不準(zhǔn)確性。具體來(lái)說(shuō)，因例如牙體填充物中或者髖關(guān)節(jié)植入物中的金屬的存在而產(chǎn)生的磁化率偽影使從mr圖像所得出的診斷信息失真。失真的mr圖像信息無(wú)法幫助準(zhǔn)確并且有效地分類空氣、骨和/或金屬中和/或附近的被成像區(qū)域。低效的分類又阻礙將mr圖像信息用于準(zhǔn)確估計(jì)pet衰減值和/或任何其他生物化學(xué)調(diào)查。因此，磁化率偽影使常規(guī)mri不適合于多種臨床應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

按照本說(shuō)明書的某些方面，提出一種用于對(duì)受檢者進(jìn)行成像的方法。該方法包含使用從目標(biāo)體積所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)與受檢者中的目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的mr圖像和測(cè)量的b0場(chǎng)地圖，其中mr圖像包含一個(gè)或多個(gè)亮區(qū)和/或一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)。此外，該方法包含識(shí)別與mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)亮區(qū)的每個(gè)對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料。此外，該方法包含將mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的每個(gè)迭代地標(biāo)記為一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料。另外，該方法包含指配與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料和一個(gè)或多個(gè)迭代標(biāo)記的不明確的組成材料的每個(gè)對(duì)應(yīng)的磁化率值。該方法還包含基于與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料和一個(gè)或多個(gè)迭代標(biāo)記的不明確的組成材料的每個(gè)對(duì)應(yīng)的所指配的磁化率值迭代地生成模擬的b0場(chǎng)地圖。此外，該方法包含在每個(gè)迭代期間確定測(cè)量的b0場(chǎng)地圖與模擬的b0場(chǎng)地圖之間的類似性度量。另外，該方法包含基于所確定的類似性度量來(lái)識(shí)別一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的每個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料，以查明對(duì)應(yīng)的磁化率值。此外，該方法包含基于與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料對(duì)應(yīng)的所指配的磁化率值以及與mr圖像中識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料對(duì)應(yīng)的所查明的磁化率值來(lái)校正mri數(shù)據(jù)。此外，該方法包含基于校正的mri數(shù)據(jù)來(lái)確定目標(biāo)體積的診斷評(píng)估。

按照本說(shuō)明書的某些其他方面，公開一種配置成對(duì)受檢者進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含掃描儀，其配置成掃描受檢者的目標(biāo)體積，以獲取對(duì)應(yīng)的mri數(shù)據(jù)。此外，該系統(tǒng)包含處理子系統(tǒng)，其在操作上耦合到掃描儀，其中處理子系統(tǒng)配置成使用mri數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的mr圖像和測(cè)量的b0場(chǎng)地圖，其中mr圖像包含一個(gè)或多個(gè)亮區(qū)和/或一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)。此外，處理子系統(tǒng)配置成識(shí)別與mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)亮區(qū)的每個(gè)對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料。另外，處理子系統(tǒng)配置成將mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的每個(gè)迭代地標(biāo)記為一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料。此外，處理子系統(tǒng)配置成指配與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料和一個(gè)或多個(gè)迭代標(biāo)記的不明確的組成材料的每個(gè)對(duì)應(yīng)的磁化率值。處理子系統(tǒng)還配置成基于與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料和一個(gè)或多個(gè)迭代標(biāo)記的不明確的組成材料的每個(gè)對(duì)應(yīng)的所指配的磁化率值迭代地生成模擬的b0場(chǎng)地圖。此外，處理子系統(tǒng)配置成在每個(gè)迭代期間確定測(cè)量的b0場(chǎng)地圖與模擬的b0場(chǎng)地圖之間的類似性度量。此外，處理子系統(tǒng)配置成基于所確定的類似性度量來(lái)識(shí)別一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的每個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)組成材料，以查明對(duì)應(yīng)的磁化率值。另外，處理子系統(tǒng)配置成基于與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料對(duì)應(yīng)的所指配的磁化率值以及與mr圖像中識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料對(duì)應(yīng)的所查明的磁化率值來(lái)校正mri數(shù)據(jù)。此外，處理子系統(tǒng)配置成基于校正的磁共振成像數(shù)據(jù)來(lái)確定目標(biāo)體積的診斷評(píng)估。

附圖說(shuō)明

在參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述，本說(shuō)明書的實(shí)施例的這些及其他特征和方面將變得更好理解，附圖中，相似符號(hào)在附圖中通篇表示相似部件，附圖包括：

圖1是按照本說(shuō)明書的方面的示范成像系統(tǒng)的示意表示；

圖2是圖示按照本說(shuō)明書的方面的用于mr成像的示范方法的流程圖。

圖3a是包含多個(gè)充氣小瓶和金屬對(duì)象的充水體模（phantom）；

圖3b和圖3c圖示與圖3a的充水體模對(duì)應(yīng)的示范mr圖像；以及

圖4a、圖4b、圖4c和圖4d圖示按照本說(shuō)明書的方面的使用常規(guī)mri方法和超短回波脈沖序列所生成的目標(biāo)體積的示范圖像。

具體實(shí)施方式

以下描述提出用于準(zhǔn)確分類受檢者的目標(biāo)體積中的組成材料的系統(tǒng)和方法。具體來(lái)說(shuō)，本文所述的實(shí)施例允許使用常規(guī)磁共振成像(mri)準(zhǔn)確識(shí)別按傳統(tǒng)是不可區(qū)分的組成材料。具體來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)和方法的實(shí)施例提供改進(jìn)mri工作流程，以便區(qū)分金屬感應(yīng)的信號(hào)丟失和由空氣和/或骨所引起的信號(hào)丟失，由此以更大精度來(lái)定域（localize）和/或識(shí)別位于目標(biāo)體積中的金屬對(duì)象。

按照本說(shuō)明書的某些方面，包含金屬對(duì)象的區(qū)域可使用從所獲取的mri數(shù)據(jù)和/或b0場(chǎng)地圖所得到的幅值和相位圖像的組合與空氣和/或骨加以區(qū)分?？勺⒁?，b0場(chǎng)地圖對(duì)應(yīng)于非共振頻率的地圖，其因偏振磁場(chǎng)b0(以下稱作b0場(chǎng))中的不均質(zhì)性而生成。通常，b0場(chǎng)中的不均質(zhì)性因接近b0場(chǎng)的具有不同磁化率的材料的存在而引起。這種不均質(zhì)性可引起所得到的mr圖像中的顯著的磁化率偽影。因此，期望確定準(zhǔn)確的b0場(chǎng)地圖(其表示被成像區(qū)域中的組成材料的實(shí)際分布)，以補(bǔ)償磁化率偽影。

本系統(tǒng)和方法的實(shí)施例幫助經(jīng)過(guò)與被成像區(qū)域?qū)?yīng)的測(cè)量和模擬的b0場(chǎng)地圖的比較來(lái)確定組成材料的實(shí)際分布。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“測(cè)量的b0場(chǎng)”可用來(lái)表示非共振頻率的圖形表示，其通過(guò)與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的mr圖像中的組成材料的實(shí)際分布來(lái)生成，并且從所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)確定。此外，術(shù)語(yǔ)“模擬的b0場(chǎng)”可用來(lái)表示非共振頻率的圖形表示，其通過(guò)具體在與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的mr圖像的暗或不確定區(qū)域中的組成材料的假定分布來(lái)生成。

因此，在某些實(shí)施例中，測(cè)量的b0場(chǎng)地圖可從所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)生成。此外，模擬的b0場(chǎng)地圖可通過(guò)將mr圖像中的不確定的區(qū)域迭代地標(biāo)記為空氣、骨、不同類型的金屬和/或任何其他組成材料來(lái)生成?？傻啬Mb0場(chǎng)地圖，直到模擬的b0場(chǎng)地圖基本上匹配測(cè)量的b0場(chǎng)地圖，由此提供mr圖像的不確定的區(qū)域中的組成材料的實(shí)際分布。組成材料的實(shí)際分布允許目標(biāo)體積中的組成材料，例如空氣、骨、不同類型的金屬和/或其他植入物的準(zhǔn)確定域和識(shí)別。

具體來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確識(shí)別組成材料可幫助確定對(duì)應(yīng)的磁化率值，以允許準(zhǔn)確補(bǔ)償最終mr圖像中的磁化率相關(guān)偽影。此外，準(zhǔn)確識(shí)別和定域金屬類型可幫助自動(dòng)選擇專用mri脈沖序列，其經(jīng)過(guò)優(yōu)化以用于接近金屬對(duì)象的組織的高保真成像。專用mri脈沖序列的自動(dòng)選擇允許在后續(xù)成像步驟中更好地描繪金屬對(duì)象周圍的組織，而與成像系統(tǒng)的操作員的技能和/或經(jīng)驗(yàn)無(wú)關(guān)。此外，金屬類型的準(zhǔn)確識(shí)別可幫助pet衰減值的增強(qiáng)估計(jì)，以供在患者的有效臨床評(píng)估中使用。

雖然以下描述提出與用于pet衰減值的更準(zhǔn)確估計(jì)的組成材料的分類相關(guān)的實(shí)施例，但是還預(yù)期本系統(tǒng)和方法的實(shí)施例在各種其他成像應(yīng)用中的使用。例如，本系統(tǒng)和方法可用來(lái)補(bǔ)充通過(guò)其他成像形態(tài)(例如單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(spect)系統(tǒng)、超聲成像系統(tǒng)、混合mr-pet系統(tǒng)和/或混合mr-spect系統(tǒng))所獲取的診斷信息。在以下小節(jié)參照?qǐng)D1來(lái)描述適合于實(shí)施本系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)現(xiàn)的示范環(huán)境。

圖1圖示用于受檢者的增強(qiáng)成像的示范mri系統(tǒng)100。具體來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)100可配置成準(zhǔn)確識(shí)別受檢者的目標(biāo)體積中的組成材料，以用于降低磁化率相關(guān)成像偽影，由此幫助生成高質(zhì)量診斷圖像和臨床信息。

在某些實(shí)施例中，高質(zhì)量診斷圖像和臨床信息可用來(lái)補(bǔ)充從一個(gè)或多個(gè)其他成像形態(tài)例如pet系統(tǒng)101所接收的診斷信息，以供在目標(biāo)體積的更有效臨床評(píng)價(jià)中使用。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100可在通信上耦合到pet系統(tǒng)101。雖然圖1僅描繪pet系統(tǒng)101，但是在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可在通信上耦合到其他成像形態(tài)，例如spect成像系統(tǒng)和/或超聲成像系統(tǒng)。備選地，系統(tǒng)100可實(shí)現(xiàn)為混合成像系統(tǒng)，例如mr-pet系統(tǒng)、mr-spect系統(tǒng)和/或mr-超聲系統(tǒng)，其配置成允許受檢者的增強(qiáng)成像。

具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，mri系統(tǒng)100可包含掃描儀102、系統(tǒng)控制器104和操作員接口106，以用于對(duì)目標(biāo)體積進(jìn)行成像。目標(biāo)體積例如可包含感興趣生物組織和/或評(píng)價(jià)下的非生物對(duì)象。當(dāng)用于醫(yī)療診斷成像時(shí)，掃描儀102還可包含患者膛108，工作臺(tái)110可定位到其中。在一個(gè)實(shí)施例中，工作臺(tái)110可定位在患者膛108中，使得患者112的目標(biāo)體積定位在與掃描儀102對(duì)應(yīng)的磁體(未示出)的等中心處。

此外，在某些實(shí)施例中，掃描儀102還可包含一系列關(guān)聯(lián)線圈，以用于對(duì)患者112進(jìn)行成像。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，掃描儀102可包含主磁體線圈114，其經(jīng)由功率供應(yīng)116來(lái)激勵(lì)，以用于生成與患者膛108一般對(duì)齊的主磁場(chǎng)。掃描儀102還可包含一系列梯度線圈118、120和122，其分組在線圈組合件中，以用于生成準(zhǔn)確控制的磁場(chǎng)，其強(qiáng)度可在掃描儀102的所指定視場(chǎng)內(nèi)改變。

另外，在一個(gè)實(shí)施例中，掃描儀102還可包含射頻(rf)線圈124，其配置成生成rf脈沖，以用于激勵(lì)通常限定在患者112的組織中的旋磁材料。在某些實(shí)施例中，rf線圈124還可用作接收線圈。相應(yīng)地，rf線圈124可按照無(wú)源和/或有源模式在操作上耦合到發(fā)射-接收電路系統(tǒng)126，以分別用于接收來(lái)自旋磁材料的發(fā)射和用于施加rf激勵(lì)脈沖。

在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器104可配置成控制mr線圈118、120、122和124的操作，以用于生成預(yù)期磁場(chǎng)和/或用于施加rf激勵(lì)脈沖。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器104可包含脈沖序列發(fā)生器128、定時(shí)電路系統(tǒng)130和處理子系統(tǒng)132。處理子系統(tǒng)132可配置成生成和/或控制成像梯度波形和rf脈沖序列，以供mr成像序列期間使用。在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖序列發(fā)生器128可配置成生成t1加權(quán)、t2加權(quán)、t2*加權(quán)、磁化率加權(quán)、質(zhì)子密度加權(quán)、脂肪選擇性、水選擇性和/或狄克遜脈沖序列，以用于獲取預(yù)期mri數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，脈沖序列發(fā)生器128可配置成基于響應(yīng)于所生成的脈沖序列而接收的mri信號(hào)來(lái)生成適當(dāng)脈沖序列，以用于獲取結(jié)構(gòu)mri信息和/或允許b0場(chǎng)地圖的生成。

此外，在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器104可包含放大電路系統(tǒng)134和接口電路系統(tǒng)136，其配置成控制脈沖序列發(fā)生器128與掃描儀102的線圈和/或在脈沖序列發(fā)生器128與掃描儀102的線圈之間進(jìn)行接口。例如，放大電路系統(tǒng)134和/或接口電路系統(tǒng)136可配置成驅(qū)動(dòng)rf線圈124，并且放大對(duì)應(yīng)的mri響應(yīng)信號(hào)以供進(jìn)一步處理。放大的響應(yīng)信號(hào)又可傳送給處理子系統(tǒng)132，以用于確定供在圖像重構(gòu)中使用的信息。為此，處理子系統(tǒng)132例如可包含一個(gè)或多個(gè)專用處理器、圖形處理單元(gpu)、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、微型計(jì)算機(jī)、微控制器、專用集成電路(asic)和/或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)。

在某些實(shí)施例中，處理子系統(tǒng)132可配置成響應(yīng)于mri脈沖序列而處理通過(guò)激勵(lì)的患者核所生成的響應(yīng)信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，處理子系統(tǒng)132可配置成對(duì)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、濾波和/或數(shù)字化，以用于確定供在圖像重構(gòu)中使用的信息。另外，處理子系統(tǒng)132可配置成向圖像處理單元138傳送數(shù)字化的信息，以允許重構(gòu)患者112中的目標(biāo)體積的預(yù)期圖像。

但是，如先前所注意的，在成像區(qū)域包含諸如空氣-骨界面、金屬、陶瓷和/或硅膠植入物的區(qū)域時(shí)，mri響應(yīng)信號(hào)可能沒(méi)有為所得到的mr圖像中的這些組成材料的準(zhǔn)確識(shí)別提供有區(qū)別的信號(hào)強(qiáng)度。例如，接近金屬植入物(例如起搏器或牙體填充物)的區(qū)域的mri可引起過(guò)度發(fā)熱和/或圖像偽影。具體來(lái)說(shuō)，金屬植入物可因金屬與周圍組織之間的大磁化率變化而引起mri期間的顯著的共振頻率變化。因此，在包含金屬植入物的區(qū)域之中和周圍進(jìn)行成像可導(dǎo)致磁化率相關(guān)成像偽影，例如充分信號(hào)丟失、脂肪抑制的失敗、幾何失真和亮堆積偽影。因此，包含金屬植入物的目標(biāo)區(qū)域的mr圖像可能沒(méi)有提供準(zhǔn)確診斷信息例如供在由pet系統(tǒng)101所獲取的pet數(shù)據(jù)的衰減校正中使用和/或用于某些其他臨床評(píng)價(jià)。

相應(yīng)地，在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成處理與所獲取的mri響應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字化的信息，以降低所得到的mr圖像中的磁化率相關(guān)成像偽影。為此，圖像處理單元138例如可包含一個(gè)或多個(gè)專用處理器、gpu、dsp、微型計(jì)算機(jī)、微控制器、asic和/或fpga。雖然圖1將圖像處理單元138描繪為獨(dú)立組件，但是在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可作為軟件模塊和/或硬件模塊來(lái)集成到處理子系統(tǒng)132中，以供在臨床有用的mr圖像的增強(qiáng)重構(gòu)中使用。

具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成使用從所獲取的mri數(shù)據(jù)和b0場(chǎng)地圖所得到的幅值和相位圖像的組合來(lái)區(qū)分包含金屬對(duì)象的區(qū)域與空氣和/或骨區(qū)域。為此，在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成分類使用相位mri數(shù)據(jù)所重構(gòu)的mr圖像中的亮區(qū)和暗區(qū)。具體來(lái)說(shuō)，圖像處理單元138可配置成將mr圖像中的亮區(qū)分類為對(duì)應(yīng)于軟組織，而將mr圖像中的暗區(qū)分類為對(duì)應(yīng)于空氣、骨和/或金屬。

作為示例，圖像處理單元138可配置成使用圖像分割技術(shù)(例如相位場(chǎng)、主動(dòng)輪廓、水平集和/或基于閾值的分類)來(lái)分類亮區(qū)和暗區(qū)。在另一個(gè)示例中，圖像處理單元138可配置成使用器官分層和/或器官上下文識(shí)別來(lái)分類mr圖像中包含空氣、骨和/或金屬的區(qū)域。此外，圖像處理單元138可配置成對(duì)于與mr圖像中的特定區(qū)域?qū)?yīng)的相位數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，以便更準(zhǔn)確地識(shí)別該區(qū)域是否屬于反磁材料或者順磁材料。

另外，在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成基于使用多回波脈沖序列所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)生成測(cè)量的b0場(chǎng)地圖。具體來(lái)說(shuō)，測(cè)量的b0場(chǎng)地圖可基于響應(yīng)于場(chǎng)繪制脈沖序列、例如狄克遜脈沖序列而接收的mri信號(hào)和/或結(jié)構(gòu)mri信息來(lái)生成。如先前所注意的，b0場(chǎng)地圖對(duì)應(yīng)于非共振頻率的地圖，其因b0場(chǎng)中的不均質(zhì)性而生成。通常，b0場(chǎng)中的不均質(zhì)性因接近b0場(chǎng)的具有不同磁化率的材料的存在而引起。相應(yīng)地，測(cè)量的b0場(chǎng)地圖可指示按照目標(biāo)體積中的組成材料的對(duì)應(yīng)分布的目標(biāo)體積中的磁化率的分布。

雖然與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的mr圖像的亮區(qū)中的組成材料可基于mr信號(hào)而有區(qū)別地識(shí)別，但是mr圖像的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)中的組成材料的分布可保持為不確定。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成準(zhǔn)確識(shí)別和/或定域mr圖像的亮區(qū)和暗區(qū)中的組成材料的每個(gè)。與對(duì)應(yīng)于亮區(qū)和暗區(qū)的每個(gè)的所識(shí)別的組成材料相關(guān)的信息然后可用于補(bǔ)償通過(guò)測(cè)量的b0場(chǎng)地圖所表示的對(duì)應(yīng)的磁化率偽影。

具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成識(shí)別與mr圖像中的亮區(qū)對(duì)應(yīng)的有區(qū)別的組成材料。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“有區(qū)別的組成材料”可用來(lái)表示提供mr響應(yīng)信號(hào)的目標(biāo)體積中的組成材料，其可在mr圖像中基于有區(qū)別的強(qiáng)度和/或其他已知mri處理方法清楚地識(shí)別。另外，圖像處理單元138可配置成將對(duì)應(yīng)的磁化率值指配給與mr圖像的亮區(qū)對(duì)應(yīng)的有區(qū)別的組成材料。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，圖像處理單元138可配置成將一個(gè)或多個(gè)查找表用于確定和指配與有區(qū)別的組成材料的每個(gè)對(duì)應(yīng)的磁化率值。為此，查找表可包含組成材料的不同類型與已知磁化率值之間的相關(guān)性，以識(shí)別和標(biāo)記與mr圖像的亮區(qū)對(duì)應(yīng)的有區(qū)別的組成材料。

但是，如先前所注意的，目標(biāo)體積中的不明確的組成材料可能無(wú)法提供有區(qū)別的mri響應(yīng)信號(hào)，并且因此可視化為mr圖像中的暗區(qū)。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“不明確的組成材料”可用來(lái)表示目標(biāo)體積中的組成材料，其沒(méi)有水分子，因而提供無(wú)區(qū)別的mr響應(yīng)信號(hào)，其在mr圖像中可能不易于識(shí)別。相應(yīng)地，在某些實(shí)施例中，這些不明確的組成材料可通過(guò)使用迭代識(shí)別技術(shù)分析mr圖像中的暗區(qū)來(lái)識(shí)別。

具體來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成在迭代識(shí)別技術(shù)的逐次迭代中將mr圖像中的暗區(qū)和/或未知區(qū)的每個(gè)迭代地標(biāo)記為空氣、骨、不同類型的金屬和/或任何其他不明確的組成材料。具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成從不明確的組成材料的所存儲(chǔ)的列表中隨機(jī)地迭代選擇一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的標(biāo)記。不明確的組成材料的所存儲(chǔ)的列表例如可包含適合于患者體內(nèi)使用的空氣、骨和/或其他材料。但是，在備選實(shí)施例中，標(biāo)記可在逐次迭代的每個(gè)期間基于先驗(yàn)信息、例如患者歷史和/或操作員輸入來(lái)選擇。

在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成在迭代地標(biāo)記暗區(qū)時(shí)進(jìn)行初始假設(shè)。具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成基于先驗(yàn)信息、預(yù)先編程系統(tǒng)設(shè)定、成像要求和/或用戶輸入來(lái)進(jìn)行初始假設(shè)。例如，在對(duì)目標(biāo)體積進(jìn)行成像時(shí)，甚至小金屬對(duì)象的存在也可導(dǎo)致所得到的mr圖像中的顯著圖像模糊，可執(zhí)行使用專用脈沖序列的后續(xù)掃描，以便對(duì)暗區(qū)最佳地成像。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成執(zhí)行暗區(qū)的初始評(píng)估，以識(shí)別暗區(qū)的任何是否包含金屬對(duì)象。具體來(lái)說(shuō)，圖像處理單元138可配置成識(shí)別金屬對(duì)象的類型和/或大小。

為此，圖像處理單元138可配置成采用一個(gè)或多個(gè)參考模板，例如特定類型和/或大小的金屬的偶極圖案（pattern）特性。在一個(gè)實(shí)施例中，不同類型和/或大小的金屬的偶極圖案特性可作為列表來(lái)存儲(chǔ)。圖像處理單元138可配置成將mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)與所存儲(chǔ)的偶極圖案進(jìn)行比較，和/或使用剛性、仿射或者非剛性變換來(lái)使暗區(qū)中觀察的偶極圖案適于參考模板中的一個(gè)。在某些實(shí)施例中，比較例如可基于整個(gè)3d體積和/或逐個(gè)層面來(lái)執(zhí)行。隨后，圖像處理單元138可配置成基于該比較來(lái)識(shí)別暗區(qū)的一個(gè)或多個(gè)中存在的金屬的類型和/或大小。

通常，金屬對(duì)象、例如牙體植入物表現(xiàn)為暗區(qū)，其與mr圖像中的骨和空氣是不可區(qū)分的。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成將從所獲取的mri數(shù)據(jù)所確定的mr相位圖像用于區(qū)分骨、空氣與金屬對(duì)象。具體來(lái)說(shuō)，圖像處理單元138可配置成例如經(jīng)由低通濾波預(yù)先處理mr相位圖像，以去除全局相位的任何貢獻(xiàn)，同時(shí)保持局部磁化率相位變化。僅局部磁化率值的保持增強(qiáng)mr相位圖像中的骨、空氣與金屬對(duì)象之間的區(qū)別。

具體來(lái)說(shuō)，由于b0磁場(chǎng)的存在中的空氣和金屬對(duì)象的材料性質(zhì)的差別，空氣和金屬對(duì)象的每個(gè)產(chǎn)生b0磁場(chǎng)的不同變化。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成在與預(yù)處理的相位mr圖像的不同區(qū)域?qū)?yīng)的不同空間位置處來(lái)確定b0磁場(chǎng)的變化。具體來(lái)說(shuō)，圖像處理單元138可配置成確定b0磁場(chǎng)的變化，以區(qū)分預(yù)處理的相位mr圖像中的空氣與金屬對(duì)象，并且確定對(duì)應(yīng)的磁化率值。

在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成作為逆問(wèn)題來(lái)對(duì)一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的磁化率值的迭代識(shí)別和對(duì)應(yīng)確定進(jìn)行建模。作為示例，在所選的暗區(qū)包含金屬對(duì)象的情況下，b0磁場(chǎng)的變化可對(duì)應(yīng)于因外部磁場(chǎng)的存在的情況下的金屬對(duì)象而感應(yīng)的磁化。感應(yīng)的磁化例如可使用等式(1)來(lái)表示為逆問(wèn)題：

其中，對(duì)應(yīng)于從預(yù)處理的mr相位圖像所確定的感應(yīng)磁化，對(duì)應(yīng)于因所施加的b0磁場(chǎng)引起的磁化，以及χ對(duì)應(yīng)于磁化率矩陣，其中磁化率矩陣χ的每個(gè)元素表示相對(duì)于所施加的b0磁場(chǎng)在局部磁場(chǎng)的變化方向上的所確定磁化率。

給定因所施加的b0磁場(chǎng)h引起的磁化以及感應(yīng)的磁化m的值，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成作為逆問(wèn)題來(lái)對(duì)矩陣χ的計(jì)算進(jìn)行建模。具體來(lái)說(shuō)，圖像處理單元138可配置成基于等式(1)中定義的逆問(wèn)題的確定解來(lái)確定所選的暗區(qū)中的磁化率的簽名（signature）。在某些實(shí)施例中，磁化率的所確定的簽名可用來(lái)區(qū)分目標(biāo)體積中的空氣與金屬對(duì)象。具體來(lái)說(shuō)，磁化率的簽名可用來(lái)識(shí)別所選的暗區(qū)中存在的特定金屬對(duì)象。

隨后，圖像處理單元138可配置成向所選的暗區(qū)指配與所識(shí)別的金屬對(duì)應(yīng)的磁化率值。類似地，在另外的迭代中，一個(gè)或多個(gè)其他標(biāo)記和對(duì)應(yīng)的磁化率值也可指配給其他暗區(qū)的一個(gè)或多個(gè)。

在一個(gè)實(shí)施例中，指配給mr圖像中的亮區(qū)和暗區(qū)的磁化率值提供與迭代識(shí)別技術(shù)的特定迭代的目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的假定的磁化率分布。按照本說(shuō)明書的某些方面，圖像處理單元138可配置成基于假定的磁化率分布迭代地生成模擬的b0場(chǎng)地圖。例如，圖像處理單元138可配置成使用逐個(gè)層面傅立葉域變換將假定的磁化率分布轉(zhuǎn)換成模擬的b0場(chǎng)地圖。備選地，圖像處理單元138可配置成使用迭代有限元方法、有限差方法、微擾近似方法和/或任何其他適當(dāng)方法將假定的磁化率分布轉(zhuǎn)換成模擬的b0場(chǎng)地圖。

具體來(lái)說(shuō)，圖像處理單元138可配置成基于假定的磁化率分布迭代地模擬b0場(chǎng)地圖，直到與特定迭代對(duì)應(yīng)的模擬的b0場(chǎng)地圖基本上匹配測(cè)量的b0場(chǎng)地圖。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，類似性度量、例如歸一化相關(guān)性或語(yǔ)義類似性總體（ensemble）可用來(lái)將測(cè)量的b0場(chǎng)地圖與模擬的b0場(chǎng)地圖相互關(guān)連。具體來(lái)說(shuō)，圖像處理單元138可配置成基于類似性度量來(lái)識(shí)別具有與測(cè)量的b0場(chǎng)地圖的最佳或最接近匹配的模擬的b0場(chǎng)地圖。模擬的b0場(chǎng)地圖然后可用來(lái)定域和識(shí)別mr圖像的暗區(qū)中的組成材料的實(shí)際分布。具體來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施例中，與暗區(qū)中識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料對(duì)應(yīng)的信息可用來(lái)例如使用注冊(cè)的解剖圖譜來(lái)內(nèi)插附近的其他暗區(qū)域的標(biāo)記。

如先前所注意的，準(zhǔn)確識(shí)別組成材料可幫助確定對(duì)應(yīng)的磁化率值，以允許準(zhǔn)確補(bǔ)償最終mr圖像中的磁化率相關(guān)偽影。此外，準(zhǔn)確識(shí)別和定域金屬類型可幫助自動(dòng)選擇專用mri脈沖序列，其經(jīng)過(guò)優(yōu)化以用于接近金屬對(duì)象的組織的高保真成像。作為示例，這類專用序列可包含具有可變共振圖像組合的多獲取(mavric)脈沖序列和/或?qū)用婢幋a金屬偽影校正(semac)脈沖序列。

在一個(gè)實(shí)施例中，專用mri脈沖序列可允許在后續(xù)成像步驟中更好地描繪金屬對(duì)象周圍的組織，而與操作員的技能和/或經(jīng)驗(yàn)無(wú)關(guān)。例如，mavric脈沖序列的使用可允許更準(zhǔn)確地定域mr圖像中的金屬相關(guān)偽影。在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成將分割方法應(yīng)用于mr圖像中的定域的金屬相關(guān)偽影，以便準(zhǔn)確地識(shí)別金屬區(qū)域并且估計(jì)對(duì)應(yīng)的大小。此外，mavric脈沖序列的使用可幫助測(cè)量更準(zhǔn)確的b0場(chǎng)地圖，其又可允許經(jīng)過(guò)如本文所述的測(cè)量的b0場(chǎng)地圖和模擬的b0場(chǎng)地圖的比較來(lái)分類金屬的特定類型。這種比較可快速允許準(zhǔn)確識(shí)別特定金屬類型，因?yàn)榭蛇m合于引入到患者體中的金屬的數(shù)量受到限制。金屬類型和大小的準(zhǔn)確識(shí)別又可允許準(zhǔn)確的mr圖像重構(gòu)和/或準(zhǔn)確的pet衰減校正。

雖然系統(tǒng)100的某些實(shí)施例可允許自動(dòng)選擇脈沖序列，但是在某些其他實(shí)施例中，系統(tǒng)100可配置成允許開業(yè)醫(yī)生140選擇用于對(duì)靠近金屬植入物的區(qū)域進(jìn)行成像的適當(dāng)脈沖序列。為此，操作員接口106還可包含一個(gè)或多個(gè)輸入裝置142，其經(jīng)由通信鏈路144、例如背板或因特網(wǎng)在操作上耦合到mri系統(tǒng)100和/或pet系統(tǒng)101。輸入裝置142例如可包含鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、操縱桿、觸摸激活屏、光棒、控制面板和音頻輸入裝置(例如與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音識(shí)別電路系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的話筒)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置142還可包含交互圖形用戶界面(gui)，其可允許開業(yè)醫(yī)生140在相同或后續(xù)掃描中選擇金屬植入物和/或目標(biāo)體積的預(yù)期視圖。輸入裝置142還可允許開業(yè)醫(yī)生140請(qǐng)求圖像推導(dǎo)臨床信息、例如組織特性，以用于評(píng)估和/或持續(xù)監(jiān)測(cè)患者112的病理?xiàng)l件。

在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成從準(zhǔn)確重構(gòu)的mr圖像和/或pet圖像來(lái)確定所請(qǐng)求的信息。此外，圖像處理單元138可配置成經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)輸出裝置146為開業(yè)醫(yī)生140實(shí)時(shí)提供所請(qǐng)求的信息。在某些實(shí)施例中，輸出裝置146例如可包含顯示器148、打印機(jī)150和/或音頻輸出裝置152。

在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器148可集成到可佩戴眼鏡中，或者可天花板或推車安裝，以允許開業(yè)醫(yī)生140在成像期間觀察重構(gòu)的mr和/或pet圖像以及其他醫(yī)療相關(guān)信息。相應(yīng)地，在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成向開業(yè)醫(yī)生140傳送作為顯示器148和/或打印機(jī)150上的可視報(bào)告的所請(qǐng)求的信息。備選地，圖像處理單元138可配置成經(jīng)過(guò)音頻輸出裝置152向開業(yè)醫(yī)生140可聽地傳送所請(qǐng)求的信息。

另外，在某些實(shí)施例中，圖像處理單元138可配置成將所請(qǐng)求的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)154中。存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)154可配置成存儲(chǔ)專用mri脈沖序列、所確定的類似性度量、包含組成材料的類型與已知磁化率值之間的所存儲(chǔ)的相關(guān)性的查找表、所獲取的mri和pet數(shù)據(jù)和/或重構(gòu)的mr和pet圖像。相應(yīng)地，在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)154可包含諸如硬盤驅(qū)動(dòng)、軟盤驅(qū)動(dòng)、致密光盤讀/寫(cd-r/w)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字多功能光盤(dvd)驅(qū)動(dòng)、閃盤驅(qū)動(dòng)和/或固態(tài)存儲(chǔ)裝置的裝置。

可注意，在圖1所描繪的實(shí)施例中，輸入裝置142、輸出裝置146和存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)154示為mri系統(tǒng)100的組成部分。但是，在備選實(shí)施例中，輸入裝置142、輸出裝置146和/或存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)154可在通信上耦合到mri系統(tǒng)100和pet系統(tǒng)101。在這種實(shí)施例中，輸入裝置142、輸出裝置146和/或存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)154的共享使用可幫助節(jié)約地面空間和/或簡(jiǎn)化用于生成準(zhǔn)確診斷信息的成像工作流程。

因此，本系統(tǒng)100的實(shí)施例允許按常規(guī)在mr圖像中是不可區(qū)分的諸如空氣、骨和/或金屬的組成材料的健壯和可再現(xiàn)分類。具體來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確識(shí)別組成材料可幫助確定對(duì)應(yīng)的磁化率值，以允許準(zhǔn)確補(bǔ)償最終mr圖像中的磁化率相關(guān)偽影。此外，準(zhǔn)確識(shí)別和定域金屬類型可幫助自動(dòng)選擇專用mri脈沖序列，其經(jīng)過(guò)優(yōu)化以用于接近金屬對(duì)象的組織的高保真成像。具體來(lái)說(shuō)，專用mri脈沖序列的自動(dòng)選擇允許在后續(xù)成像步驟中更好地描繪金屬對(duì)象周圍的組織，而與操作員的技能和/或經(jīng)驗(yàn)無(wú)關(guān)。

此外，與目標(biāo)體積中的金屬對(duì)象的位置和類型對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確信息可用來(lái)補(bǔ)充從其他成像系統(tǒng)和/或信息存儲(chǔ)系統(tǒng)所得出的患者信息，以供目標(biāo)體積的詳細(xì)評(píng)價(jià)。例如，與金屬對(duì)象的位置和類型對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確信息可幫助甚至在靠近金屬對(duì)象的區(qū)域中也更準(zhǔn)確地估計(jì)pet衰減值，由此允許患者的更有效生物分子評(píng)價(jià)。將參照?qǐng)D2更詳細(xì)描述按照本說(shuō)明書的某些方面的用于供在準(zhǔn)確分類不同組成材料中使用的mr成像的方法的示范實(shí)施例。

圖2圖示描繪用于mr成像的示范方法的流程圖200。在本說(shuō)明書中，可在計(jì)算系統(tǒng)或處理器上的計(jì)算機(jī)可運(yùn)行的指令的一般上下文中描述示范方法的實(shí)施例。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)可運(yùn)行的指令可包含執(zhí)行特定功能或者實(shí)現(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、規(guī)程、模塊、功能等。

另外，示范方法的實(shí)施例還可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，其中優(yōu)化功能由遠(yuǎn)程處理裝置(其經(jīng)過(guò)有線和/或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)鏈接)來(lái)執(zhí)行。在分布式計(jì)算環(huán)境中，計(jì)算機(jī)可運(yùn)行的指令可位于包含存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體中。

此外，圖2中，示范方法圖示為表示可通過(guò)硬件、軟件或者它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的操作的邏輯流程圖的框的集合。各種操作在框中描繪，以圖示例如在示范方法中的重構(gòu)磁共振圖像和測(cè)量的b0場(chǎng)地圖、準(zhǔn)確識(shí)別一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料和/或確定目標(biāo)體積的診斷評(píng)估的步驟期間來(lái)執(zhí)行的功能。在軟件的上下文中，框表示計(jì)算機(jī)指令，其在由一個(gè)或多個(gè)處理子系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)執(zhí)行所述操作。

描述示范方法的順序并不意圖要被理解為限制，而是任何數(shù)量的所述框可按照任何順序進(jìn)行組合，以便實(shí)現(xiàn)本文所公開的示范方法或者等效備選方法。另外，某些框可從示范方法中刪除或者通過(guò)具有增加功能性的附加框來(lái)擴(kuò)大，而沒(méi)有背離本文所述主題的精神和范圍。為了論述的目的，將參照?qǐng)D1的元件來(lái)描述示范方法。

本方法的實(shí)施例可允許準(zhǔn)確識(shí)別按傳統(tǒng)使用常規(guī)mr成像是不可區(qū)分的組成材料。該方法開始于步驟202處，其中接收使用一個(gè)或多個(gè)mri脈沖序列從受檢者的目標(biāo)體積所獲取的mri數(shù)據(jù)。用于獲取mri數(shù)據(jù)的mri脈沖序列例如可包含自旋回波mri序列、多回波mr獲取序列和/或梯度回波mri序列。此外，目標(biāo)體積例如可包含生物組織，例如患者的心臟組織或肝組織。備選地，目標(biāo)體積可對(duì)應(yīng)于非生物對(duì)象的一部分、例如由合成聚合物所制成的管道。為了清楚，本方法在本文中參照用于對(duì)受檢者的目標(biāo)體積進(jìn)行成像的醫(yī)療診斷成像應(yīng)用來(lái)描述。

隨后，在步驟204處，與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的mr圖像和測(cè)量的b0場(chǎng)地圖可使用所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)。mr圖像例如可包含與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)亮區(qū)和/或與目標(biāo)體積中的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)。

在一個(gè)實(shí)施例中，目標(biāo)體積的預(yù)期mr圖像可使用采用自旋回波脈沖序列、超短回波(ute)脈沖序列和/或梯度回波脈沖序列所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)。另外，在某些實(shí)施例中，與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的b0場(chǎng)地圖可使用一個(gè)或多個(gè)mri脈沖序列(其可由開業(yè)醫(yī)生專門選擇)來(lái)重構(gòu)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量的b0場(chǎng)地圖可使用采用多回波獲取序列所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)。但是，在備選實(shí)施例中，mr圖像和測(cè)量的b0場(chǎng)地圖均可使用采用相同的mri脈沖序列、例如自旋回波脈沖序列所獲取的mri數(shù)據(jù)來(lái)生成?？勺⒁?，mr圖像和測(cè)量的b0場(chǎng)地圖可表示目標(biāo)體積中存在的一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別和/或不明確的組成材料。

相應(yīng)地，在步驟206處，可識(shí)別與mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)亮區(qū)的每個(gè)對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料。如先前所注意的，mr圖像中的亮區(qū)可包含某些有區(qū)別的組成材料，例如軟組織、水和/或包含水分子的脂肪。對(duì)包含這類有區(qū)別的組成材料的目標(biāo)體積進(jìn)行成像生成具有不同信號(hào)強(qiáng)度和/或亮度的mri響應(yīng)信號(hào)，并且因此可易于在mr圖像中可視化。

例如，從心臟組織所接收的響應(yīng)信號(hào)可具有特定信號(hào)強(qiáng)度，其與從肺組織所接收的響應(yīng)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度是不同的。不同信號(hào)強(qiáng)度可用來(lái)清楚地分類被成像區(qū)域中的組成材料。具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，mr圖像中的有區(qū)別的組成材料可使用圖像分割技術(shù)(例如相位場(chǎng)、主動(dòng)輪廓、水平集和/或基于閾值的分類)來(lái)識(shí)別。在某些其他實(shí)施例中，mr圖像中的有區(qū)別的組成材料可使用聚類、圖譜匹配和/或其他適當(dāng)?shù)幕跈C(jī)器學(xué)習(xí)的方法來(lái)識(shí)別。

如先前所注意的，mr圖像中的暗區(qū)可對(duì)應(yīng)于某些不明確的組成材料，其無(wú)法響應(yīng)于mri脈沖序列而提供mr響應(yīng)信號(hào)。由于許多不明確的組成材料可提供類似無(wú)區(qū)別和/或暗mri響應(yīng)信號(hào)，所以目標(biāo)體積中的這些不明確的組成材料不可使用常規(guī)mri處理來(lái)識(shí)別。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，暗區(qū)可最初基于對(duì)應(yīng)形狀來(lái)分類，以確定它們是否適合有區(qū)別的圖案。備選地，暗區(qū)的分類可作為逆問(wèn)題來(lái)建模和求解。

此外，在步驟208處，mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)可與對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料的一個(gè)或多個(gè)偶極圖案模板迭代地比較。在一個(gè)實(shí)施例中，偶極圖案模板對(duì)應(yīng)于金屬對(duì)象的不同類型和/或大小的磁化率圖案特性。相應(yīng)地，與金屬對(duì)象的不同類型和大小對(duì)應(yīng)的偶極圖案是有區(qū)別的，并且在mri期間有效地可視化。作為示例，圖3a、圖3b和圖3c描繪可視化由金屬對(duì)象所展現(xiàn)的偶極圖案的示范mr圖像。

具體來(lái)說(shuō)，圖3a對(duì)應(yīng)于充水體模300，其包含四個(gè)充氣小瓶302和小氧化鐵微粒304。此外，圖3b圖示與圖3a的充水體模300對(duì)應(yīng)的mr圖像306。如圖3b所描繪的，通過(guò)氧化鐵微粒304所展現(xiàn)的偶極圖案308可沿b0方向(其對(duì)應(yīng)于仰臥患者的冠狀層面)有區(qū)別地可視化。另外，圖3c圖示圖3b所描繪的水體模的放大視圖310，以用于圖3b的偶極圖案308的增強(qiáng)的可視化。如圖3c所描繪的，甚至圖3a的小氧化鐵微粒304也引起所得到的mr圖像中的顯著和有區(qū)別的偶極圖案308。

相應(yīng)地，返回參照?qǐng)D2，暗區(qū)與已知偶極圖案的比較可提供金屬對(duì)象是否存在于暗區(qū)的一個(gè)或多個(gè)的指示。另外，該比較還可允許識(shí)別暗區(qū)中的金屬對(duì)象的可能位置、類型和/或大小。

在一個(gè)實(shí)施例中，該比較可必需使用標(biāo)度不變圖案匹配方法來(lái)定位暗區(qū)中的偶極圖案。在備選實(shí)施例中，可使用可與特性圖案(其與其他不明確的組成材料對(duì)應(yīng))對(duì)應(yīng)的其他參考模板。特性圖案可使用標(biāo)度不變圖案匹配方法在暗區(qū)中被識(shí)別。

隨后，在步驟210處，mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的每個(gè)可基于在步驟208處所執(zhí)行的比較來(lái)標(biāo)記為一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料。在某些實(shí)施例中，mr圖像中的暗區(qū)可如參照步驟208所述來(lái)預(yù)先處理，以確定每個(gè)暗區(qū)的更可能標(biāo)記。另外，基于器官分層和/或器官上下文的識(shí)別可用來(lái)評(píng)價(jià)可包含空氣、骨和/或金屬的暗區(qū)。mr圖像中的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)然后可基于根據(jù)預(yù)處理所確定的不明確的組成材料的存在的概率迭代地標(biāo)記。例如，在對(duì)頭部區(qū)域進(jìn)行成像時(shí)的初始迭代中，迭代標(biāo)記可包含與所選不明確的組成材料(其通常可存在于牙夾和/或頭縫合)對(duì)應(yīng)的標(biāo)記及其對(duì)應(yīng)大小。在后續(xù)迭代中，暗區(qū)可以以所選不明確的組成材料的其他適當(dāng)大小和/或類型重新標(biāo)記。

備選地，在某些實(shí)施例中，暗區(qū)可使用迭代識(shí)別技術(shù)來(lái)標(biāo)記。例如，在迭代識(shí)別技術(shù)的逐次迭代期間，暗區(qū)的一個(gè)或多個(gè)可被隨機(jī)指配標(biāo)簽，其從不明確的組成材料的預(yù)先編程或預(yù)定列表中選取。列表例如可包含不明確的組成材料，例如空氣、骨和/或一個(gè)或多個(gè)金屬(其包含適合用于患者體內(nèi)的鐵磁材料、鈦合金或牙體植入物)。

隨后在步驟212處，可指配與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料的每個(gè)和一個(gè)或多個(gè)迭代標(biāo)記的暗區(qū)的每個(gè)對(duì)應(yīng)的磁化率值。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，與有區(qū)別和不明確的組成材料對(duì)應(yīng)的磁化率值可使用關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器裝置、例如圖1的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)154中存儲(chǔ)的查找表來(lái)確定。查找表可存儲(chǔ)不同組成材料與其對(duì)應(yīng)磁化率值之間的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)性，并且因此可用來(lái)對(duì)mr圖像中的亮區(qū)和暗區(qū)的每個(gè)進(jìn)行適當(dāng)指配。

此外，在步驟214處，可基于與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料和一個(gè)或多個(gè)迭代標(biāo)記的不明確的組成材料的每個(gè)對(duì)應(yīng)的所指配的磁化率值來(lái)生成模擬的b0場(chǎng)地圖。在一個(gè)實(shí)施例中，在特定迭代期間為亮區(qū)中的有區(qū)別的組成材料和假定為存在于暗區(qū)中的不明確的組成材料的每個(gè)所確定的磁化率值可用來(lái)生成與mr圖像對(duì)應(yīng)的磁化率分布圖。磁化率分布圖然后可用來(lái)確定目標(biāo)體積中的不同組成材料的位置、大小和/或分布。

具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，磁化率分布圖可用來(lái)生成與目標(biāo)體積中的不明確的組成材料的不同類型和/或大小的假定分布對(duì)應(yīng)的模擬的b0場(chǎng)地圖。在一個(gè)示例中，模擬的b0場(chǎng)地圖可使用逐個(gè)層面傅立葉域變換、迭代有限元方法、有限差方法、微擾近似方法和/或任何其他適當(dāng)方法從磁化率分布圖來(lái)生成。

另外，在步驟216處，可在每個(gè)迭代期間確定測(cè)量的b0場(chǎng)地圖與模擬的b0場(chǎng)地圖之間的類似性度量。在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)迭代期間所生成的測(cè)量的b0場(chǎng)地圖和模擬的b0場(chǎng)地圖使用類似性度量(例如歸一化相關(guān)性或語(yǔ)義類似性總體)來(lái)相互關(guān)連。類似性度量可用來(lái)識(shí)別迭代模擬的b0場(chǎng)地圖，其具有最好相關(guān)性，和/或是與測(cè)量的b0場(chǎng)地圖的最接近匹配。

此外，在步驟218處，一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)的每個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料可基于在步驟216處所確定的類似性度量來(lái)識(shí)別，并且可查明對(duì)應(yīng)的磁化率值。具體來(lái)說(shuō)，具有與測(cè)量的b0場(chǎng)地圖的最好相關(guān)性的模擬的b0場(chǎng)地圖中的不明確的組成材料的不同類型和/或大小的假定分布可用來(lái)識(shí)別mr圖像的暗區(qū)中實(shí)際存在的不明確的組成材料的一個(gè)或多個(gè)的類型和/或大小。此外，對(duì)應(yīng)的磁化率值可使用查找表(其包含組成材料的不同類型與已知磁化率值之間的所存儲(chǔ)的相關(guān)性)來(lái)查明。

在某些實(shí)施例中，所選暗區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)組成材料和對(duì)應(yīng)的磁化率值可基于在與所選暗區(qū)相鄰的一個(gè)或多個(gè)暗區(qū)中識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料和/或通過(guò)使用解剖圖譜來(lái)識(shí)別。在某些其他實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)亮區(qū)和/或暗區(qū)的準(zhǔn)確磁化率值的迭代標(biāo)記和對(duì)應(yīng)查明可進(jìn)一步細(xì)化并且作為逆問(wèn)題來(lái)建模。求解逆問(wèn)題幫助確定與mr圖像中的所選亮區(qū)或暗區(qū)對(duì)應(yīng)的磁化率的簽名。磁化率的所確定的簽名又允許傳統(tǒng)不可區(qū)分區(qū)域、例如在mr圖像中包含空氣和金屬植入物的區(qū)域之間的增強(qiáng)的區(qū)分。

具體來(lái)說(shuō)，暗區(qū)的準(zhǔn)確識(shí)別允許重構(gòu)增強(qiáng)的mr圖像，同時(shí)還幫助優(yōu)化目標(biāo)體積的后續(xù)掃描的成像參數(shù)。作為示例，在某些實(shí)施例中，在目標(biāo)體積被確定為包含金屬對(duì)象的情況下，與接近金屬對(duì)象的區(qū)域?qū)?yīng)的所獲取的mri數(shù)據(jù)可包含相當(dāng)大的失真。相應(yīng)地，在檢測(cè)暗區(qū)的一個(gè)或多個(gè)中的金屬植入物的存在時(shí)，mri系統(tǒng)可配置成允許自動(dòng)選擇用于目標(biāo)體積的后續(xù)掃描的專用mri脈沖序列、例如mavric和/或semac。

通常，專用脈沖序列允許接近金屬對(duì)象的組織的高保真成像，而與操作員的技能和/或經(jīng)驗(yàn)無(wú)關(guān)。相應(yīng)地，專用脈沖序列的使用可允許mr圖像中的金屬對(duì)象的增強(qiáng)定域和對(duì)應(yīng)大小的估計(jì)。此外，專用脈沖序列的使用可幫助測(cè)量更準(zhǔn)確的b0場(chǎng)地圖，其又可允許經(jīng)過(guò)如參照步驟208-218所述的測(cè)量的b0場(chǎng)地圖和模擬的b0場(chǎng)地圖的比較來(lái)分類金屬的特定類型。這種比較可允許快速并且準(zhǔn)確識(shí)別特定金屬類型，因?yàn)檫m合引入到患者體中的金屬的數(shù)量受到限制。

一般來(lái)說(shuō)，金屬對(duì)象可引起場(chǎng)不均質(zhì)性，其在每個(gè)體素產(chǎn)生非共振頻率，從而又引起所得到的mri圖像中的模糊和/或失真。因此，準(zhǔn)確識(shí)別金屬對(duì)象的類型和大小可幫助校正mr圖像中的場(chǎng)不均質(zhì)性。另外，準(zhǔn)確識(shí)別金屬對(duì)象的類型和大小可允許準(zhǔn)確的mr圖像重構(gòu)和/或準(zhǔn)確的pet衰減校正。

相應(yīng)地，在步驟220處，可基于與一個(gè)或多個(gè)有區(qū)別的組成材料對(duì)應(yīng)的所指配的磁化率值以及與mr圖像中識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)不明確的組成材料對(duì)應(yīng)的所查明的磁化率值來(lái)校正所獲取的mri數(shù)據(jù)。如先前所注意的，所識(shí)別的組成材料的每個(gè)的準(zhǔn)確磁化率值可使用查找表或其他所存儲(chǔ)的相關(guān)性來(lái)確定。這樣確定的準(zhǔn)確磁化率值然后可用來(lái)校正所獲取的mri數(shù)據(jù)中的磁化率相關(guān)失真。

此外，在步驟222處，可基于校正的mri數(shù)據(jù)來(lái)提供目標(biāo)體積的診斷評(píng)估。具體來(lái)說(shuō)，校正的mri數(shù)據(jù)可用于目標(biāo)體積的準(zhǔn)確的mr圖像重構(gòu)，而不管目標(biāo)體積中的順磁和/或反磁材料、例如金屬的存在。另外，在某些實(shí)施例中，校正的mri數(shù)據(jù)可用來(lái)補(bǔ)充和/或校正診斷信息、例如使用其他成像形態(tài)、例如圖1的pet系統(tǒng)101所確定的pet衰減值。準(zhǔn)確的mr圖像和/或pet衰減值的可用性又可提供評(píng)估患者的病理?xiàng)l件的準(zhǔn)確臨床信息，而無(wú)需附加mri和/或pet獲取。因此，本方法的實(shí)施例允許按常規(guī)在mr圖像中是不可區(qū)分的諸如空氣、骨和/或金屬的組成材料的健壯和可再現(xiàn)分類。

圖4a、圖4b、圖4c和圖4d描繪與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的常規(guī)mr圖像的示例。目標(biāo)體積例如對(duì)應(yīng)于接近顳骨的硬部位的竇區(qū)，其是有空氣的，并且因此常常生成指示空氣的假陽(yáng)性mr響應(yīng)信號(hào)。此外，目標(biāo)體積可包含假牙408，其可使與目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)的mr圖像進(jìn)一步失真。

具體來(lái)說(shuō)，圖4a可對(duì)應(yīng)于基于幅值的mr圖像400，其與使用傳統(tǒng)長(zhǎng)回波時(shí)間脈沖序列(例如大約2.3毫秒(ms))所生成的目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)。類似地，圖4b可對(duì)應(yīng)于基于幅值的mr圖像402，其與使用零回波時(shí)間(zte)脈沖序列所生成的目標(biāo)體積對(duì)應(yīng)。此外，圖4c和圖4d可分別對(duì)應(yīng)于相位mr圖像404和406，其分別使用傳統(tǒng)長(zhǎng)回波時(shí)間脈沖序列和zte脈沖序列來(lái)生成。

如從圖4a和圖4c的描繪顯而易見，使用傳統(tǒng)脈沖序列對(duì)目標(biāo)體積進(jìn)行成像因目標(biāo)體積中的假牙408的存在而導(dǎo)致信號(hào)丟失和失真。信號(hào)丟失和失真又使圖4a和圖4c所描繪的所得到的mr圖像400和404包含竇區(qū)的有區(qū)別的可視化。此外，與傳統(tǒng)長(zhǎng)回波脈沖序列相比，使用zte脈沖序列對(duì)目標(biāo)體積進(jìn)行成像可允許假牙408的稍微更好的定域，如圖4b和圖4d所描繪的。

另外，zte脈沖序列的使用還可提供平滑背景相位，以允許圖4b和圖4d所描繪的mr圖像402和406的基于紋理的分析。在圖4d所描繪的實(shí)施例中，基于紋理的分析可幫助區(qū)分假牙408與目標(biāo)體積中的氣穴410。本方法的實(shí)施例的使用可允許經(jīng)由準(zhǔn)確識(shí)別植入物、例如假牙408的位置、類型和/或大小來(lái)更有效地可視化形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)、例如竇區(qū)。

因此，本系統(tǒng)和方法的實(shí)施例允許準(zhǔn)確識(shí)別mr圖像中按傳統(tǒng)是不可區(qū)分的組成材料。具體來(lái)說(shuō)，本文所述的實(shí)施例提供改進(jìn)mri工作流程，以便區(qū)分金屬感應(yīng)的信號(hào)丟失和由空氣和/或骨所引起的信號(hào)丟失，由此以更大精度來(lái)定域和/或識(shí)別金屬對(duì)象。改進(jìn)mri工作流程允許自動(dòng)選擇專用mri序列以用于常規(guī)失真區(qū)域的更好可視化。具體來(lái)說(shuō)，專用脈沖序列的使用可允許準(zhǔn)確定域和估計(jì)植入物或引起失真對(duì)象的大小和類型，而與操作員的技能或經(jīng)驗(yàn)無(wú)關(guān)。準(zhǔn)確定域、大小和類型信息又可用于準(zhǔn)確校正所獲取的mri數(shù)據(jù)中的所得到的磁化率相關(guān)失真。校正值然后可有利地用來(lái)提供患者的更廣博臨床評(píng)估。

可注意，上述示例、證明和過(guò)程步驟(其可通過(guò)本系統(tǒng)的某些組件、例如通過(guò)圖1的系統(tǒng)控制器104、處理子系統(tǒng)132和圖像處理單元138來(lái)執(zhí)行)可通過(guò)基于處理器的系統(tǒng)上的適當(dāng)代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，基于處理器的系統(tǒng)例如可包含通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。還可注意，本說(shuō)明書的不同實(shí)現(xiàn)可按照不同順序或者基本上并發(fā)地執(zhí)行本文所述步驟的一些或全部。

另外，功能可通過(guò)多種編程語(yǔ)言包含但不限于ruby、超文本預(yù)處理器(php)、perl、delphi、python、c、c++或java來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種代碼可存儲(chǔ)或者適合于存儲(chǔ)在可由基于處理器的系統(tǒng)來(lái)訪問(wèn)以運(yùn)行所存儲(chǔ)的代碼的一個(gè)或多個(gè)有形機(jī)器可讀媒體上，例如數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)芯片、本地或遠(yuǎn)程硬盤、光盤(即，cd或dvd)、固態(tài)驅(qū)動(dòng)或其他媒體上。

雖然本公開的各個(gè)實(shí)施例的具體特征可在一些附圖而不是其他附圖中示出和/或針對(duì)一些附圖來(lái)描述，但是這只是為了方便起見。要理解，所述特征、結(jié)構(gòu)和/或特性可在各個(gè)實(shí)施例中按照任何適當(dāng)方式相結(jié)合和/或可互換地使用，例如以構(gòu)成附加組合件和mri方法。

雖然本文僅圖示和描述了本公開的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)想到多種修改和變化。因此要理解，所附權(quán)利要求書預(yù)計(jì)涵蓋如落入本發(fā)明的真實(shí)精神之內(nèi)的所有這類修改和變化。