用于產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種用于產(chǎn)生在身體（K）的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的對(duì)象（O）的圖像數(shù)據(jù)（BD）的方法。在此，在不同的測(cè)量時(shí)刻（t0,…,tk,…）對(duì)于身體（K）的包括了對(duì)象（O）的區(qū)域采集原始數(shù)據(jù)（RD）并且基于所述原始數(shù)據(jù)（RD）的至少一部分（RDc）對(duì)于不同的測(cè)量時(shí)刻（t0,…,tk,…）產(chǎn)生位置概覽數(shù)據(jù)（SIP）。然后確定所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP）的取決于測(cè)量時(shí)刻的偏離并且根據(jù)所述偏離在所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP）內(nèi)部選擇空間的檢查區(qū)域（PR1,PR2）。對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域（PR1,PR2）確定信賴參數(shù)值（VP1,VP2）并且在考慮不同的檢查區(qū)域（PR1,PR2）的信賴參數(shù)值（VP1,VP2）的條件下基于所述原始數(shù)據(jù)（RD）重建圖像數(shù)據(jù)（BD）。此外本發(fā)明還描述了一種圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置（20）以及一種具有這樣的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置（20）的磁共振設(shè)備（1）。
【專利說明】用于產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生在身體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的對(duì)象、例如器官、器官的部分或人或 動(dòng)物身體內(nèi)部的任意目標(biāo)結(jié)構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)，特別是磁共振圖像的方法。此外本發(fā)明還涉及 一種用于產(chǎn)生在身體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置以及一種具有這樣 的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的磁共振設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了后面的診斷而產(chǎn)生人或動(dòng)物身體內(nèi)部的圖像數(shù)據(jù)在目前屬于許多醫(yī)學(xué)檢查 的標(biāo)準(zhǔn)。為了產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)或?yàn)榱瞬杉璧脑紨?shù)據(jù)(從所述原始數(shù)據(jù)中可以重建圖像 數(shù)據(jù))，目前存在許多方法，例如磁共振斷層成像或計(jì)算機(jī)斷層成像。
[0003] 在計(jì)算機(jī)斷層成像情況下通常通過從不同的方向?qū)射線發(fā)送通過身體并且利 用檢測(cè)裝置采集來產(chǎn)生投影原始數(shù)據(jù)。從投影原始數(shù)據(jù)中然后可以重建圖像數(shù)據(jù)。
[0004] 為了在磁共振斷層成像中從檢查對(duì)象的身體內(nèi)部的區(qū)域獲得圖像數(shù)據(jù)(磁共振圖 像)，首先必須將身體或待檢查的身體部位置于盡可能均勻的靜態(tài)基本磁場(chǎng)中（通常稱為仏 場(chǎng))。由此身體中的核自旋平行于仏場(chǎng)的方向(通常稱為z方向）被對(duì)齊。此外利用高頻天 線將高頻脈沖入射到檢查對(duì)象中，其頻率處于當(dāng)前磁場(chǎng)中的待激勵(lì)的核(通常是氫核）的共 振頻率、即所謂的拉莫爾頻率的范圍中。由此在以下將這些高頻脈沖稱為磁共振高頻脈沖。 這些高頻脈沖的磁通密度通常用&表示。借助這些高頻脈沖這樣激勵(lì)檢查對(duì)象中的原子的 核自旋，使得其以所謂的"激勵(lì)翻轉(zhuǎn)角"（一般地也簡(jiǎn)稱為"翻轉(zhuǎn)角"）從其與基本磁場(chǎng)^平 行的均衡位置被偏轉(zhuǎn)。核自旋然后首先圍繞z方向進(jìn)動(dòng)并且逐漸又弛豫。微觀的自旋圍繞 進(jìn)動(dòng)錐的同相運(yùn)轉(zhuǎn)可以被看作是在(垂直于z方向的)x/y平面中的宏觀的核磁化。在核磁 化的該弛豫中產(chǎn)生的磁共振信號(hào)作為所謂的原始數(shù)據(jù)借助高頻接收天線接收。最后基于采 集的原始數(shù)據(jù)重建檢查對(duì)象的磁共振圖像，其中借助快速接通的梯度磁場(chǎng)進(jìn)行位置編碼， 所述梯度磁場(chǎng)在磁共振高頻脈沖的發(fā)送和/或原始數(shù)據(jù)的采集期間與基本磁場(chǎng)疊加。在此 將原始數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)采集時(shí)首先與位置頻率空間，即所謂的k空間對(duì)應(yīng)。然后借助原始數(shù)據(jù) 從k空間到圖像數(shù)據(jù)空間(位置空間）的傅里葉變換進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的重建。
[0005] 特別地，當(dāng)要產(chǎn)生完整的器官的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，也就是要采集體積數(shù)據(jù)或者多個(gè)互 相密集鄰接的截面圖像(所述截面圖像覆蓋了器官所位于其中的完整的區(qū)域）時(shí)，需要較長 的測(cè)量時(shí)間。當(dāng)涉及運(yùn)動(dòng)的器官、例如心臟時(shí)，這一點(diǎn)于是成為問題。心臟不僅由于心跳 而執(zhí)行本身的周期性運(yùn)動(dòng)，而且還經(jīng)歷通過患者的呼吸引起的運(yùn)動(dòng)。如果簡(jiǎn)單地在不同的 運(yùn)動(dòng)周期期間采集原始數(shù)據(jù)并且然后從中重建圖像數(shù)據(jù)，則這一點(diǎn)將會(huì)導(dǎo)致明顯的運(yùn)動(dòng)偽 影，例如圖像中的模糊，從而產(chǎn)生的圖像通常不能用于有意義的診斷。
[0006] -種避免這一點(diǎn)的可能性在于，僅在特定的運(yùn)動(dòng)階段采集原始數(shù)據(jù)，也就是例如 以合適的方式觸發(fā)原始數(shù)據(jù)采集。例如關(guān)于心臟運(yùn)動(dòng)可以借助EKG根據(jù)特定的心臟階段進(jìn) 行觸發(fā)。在此優(yōu)選采集在舒張階段中的數(shù)據(jù)，因?yàn)樵谠撾A段中相對(duì)長的時(shí)間內(nèi)心臟運(yùn)動(dòng)是 最小的。該舒張階段持續(xù)大約100ms。但是在許多拍攝方法中，特別是在采集完整的體積 或多個(gè)密集布置的層(這些層覆蓋了心臟)的情況下，該100ms不足以采集所有的原始數(shù)據(jù)。 特別是在采集磁共振原始數(shù)據(jù)的情況下是這樣。由此必須在多個(gè)心臟周期中分別在合適的 心臟階段采集原始數(shù)據(jù)組或者說k空間的片段，以便利用所需的原始數(shù)據(jù)來填充k空間，然 后按照上面描述的方式重建體積的或期望的層的圖像數(shù)據(jù)。然而在心臟的運(yùn)動(dòng)上附加地疊 加的呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致，心臟在身體中例如在相繼跟隨的心臟周期的舒張階段中分別位于不同 的位置，視呼吸周期的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)階段而定。原理上當(dāng)然可以利用相應(yīng)的裝置監(jiān)視呼吸周期 并且附加地根據(jù)呼吸周期進(jìn)行觸發(fā)。但是在該情況下僅當(dāng)碰巧一起達(dá)到期望的心臟階段和 期望的呼吸階段時(shí)才采集原始數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致太長的總測(cè)量持續(xù)時(shí)間，從而在實(shí)踐中 這樣的測(cè)量方法是不可接受的。
[0007] 由此目前采集所謂的特殊的導(dǎo)航器原始數(shù)據(jù)，然后從中產(chǎn)生導(dǎo)航器圖像。利用所 述導(dǎo)航器圖像通常采集其中呼吸運(yùn)動(dòng)可以被特別好地識(shí)別的體積。例如在導(dǎo)航器拍攝中的 心臟拍攝時(shí)觀察橫膈膜(胸膈)，因?yàn)楦闻K/肺部過渡是可非常簡(jiǎn)單識(shí)別的，因?yàn)楦闻K由于液 體填充而在圖像中看起來相對(duì)亮而肺部由于空氣填充而相對(duì)暗。借助從導(dǎo)航器圖像中確定 的當(dāng)前的呼吸位置或呼吸階段，然后將分別直接在導(dǎo)航器原始數(shù)據(jù)的采集之后所采集的原 始數(shù)據(jù)在重建中考慮或丟棄和重新采集。但是為了執(zhí)行該方法，總是需要采集附加的導(dǎo)航 器原始數(shù)據(jù)，而這要求附加的開銷和特別是附加的測(cè)量時(shí)間。
[0008] 棄用這樣的導(dǎo)航器測(cè)量的一種可能性在Piccini D.等所著的"Respiratory Self-Navigation for Whole-Heart Bright-Blood Coronary MRI:Methods for Robust Isolation and Automatic Segmentation of the Blood Pool，'in2012, Magnetic Resonance in Medicine, 68:571至579中描述。在此建議，將用于k空間的原始數(shù)據(jù)為了 重建包括整個(gè)心臟的體積而按照葉序的螺旋形圖案來填充。在此在多個(gè)原始數(shù)據(jù)組中分別 采集k空間的片段，其中分別采集沿著通過k空間中心在z方向（也就是在身體縱軸方向） 上的線的原始數(shù)據(jù)，以及沿著平行于中央的線的、另外的在z方向上的線的原始數(shù)據(jù)，所述 另外的線在垂直于z方向延伸的x/y平面內(nèi)部通過位于按照螺旋形向外延伸的軌跡上的點(diǎn) 延伸?；谕ㄟ^k空間中心延伸的線然后可以對(duì)于每個(gè)原始數(shù)據(jù)組或每個(gè)片段產(chǎn)生一個(gè)在 SI方向（SI=Superior-Inferior (上下)，也就是沿著身體縱軸或者說在z方向上）的一維 的投影。這些所謂的"SI投影"是一維的圖像數(shù)據(jù)，也就是沿著z方向延伸的、整個(gè)采集的 體積(在FoV=Field of View;視野中）的圖像數(shù)據(jù)到z軸的投影。從所述SI投影中可以無 需導(dǎo)航器分別確定呼吸位置并且在重建時(shí)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)和/或圖像數(shù)據(jù)的校正。該方法本 身是大有希望的，因?yàn)槠湟馕吨鴺O大的測(cè)量時(shí)間節(jié)省，但是運(yùn)動(dòng)偽影的降低迄今為止極大 地取決于具體的患者或受檢者。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 由此本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)一種用于產(chǎn)生在身體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的方 法以及一種合適的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改善的圖像質(zhì)量。
[0010] 上述任務(wù)通過按照本發(fā)明的方法以及通過按照本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置解決。
[0011] 根據(jù)按照本發(fā)明的方法，在不同的測(cè)量時(shí)刻，也就是可能也在不同的運(yùn)動(dòng)階段，對(duì) 于身體的包括了對(duì)象的區(qū)域首先進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的采集。在原始數(shù)據(jù)的該采集中可以是直接 采集原始數(shù)據(jù)和/或通過合適的接口接收已經(jīng)在不同的(在前的)測(cè)量時(shí)刻在任意的設(shè)備處 采集的原始數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)優(yōu)選是磁共振原始數(shù)據(jù)，因?yàn)樵谶@里如上所述首先出現(xiàn)所述問 題。由此在以下不失一般性通常也從磁共振原始數(shù)據(jù)出發(fā)，即使該方法不一定限于此，只要 沒有另外明確指出。
[0012] 在測(cè)量時(shí)刻采集的原始數(shù)據(jù)例如可以是在特定的測(cè)量時(shí)刻采集的原始數(shù)據(jù)組或 采集的k空間中的片段，例如分別在如后面還要詳細(xì)解釋的葉序的、螺旋形掃描情況下在 笛卡爾k空間體積中的片段。清楚的是，這樣的原始數(shù)據(jù)組或片段的采集也需要特定的(短 的）時(shí)間段，從而術(shù)語"測(cè)量時(shí)刻"總是也理解為短的"測(cè)量時(shí)間段"，例如在拍攝心臟時(shí)在舒 張階段中的大約100ms。
[0013] 基于至少一部分原始數(shù)據(jù)然后可以對(duì)于不同的測(cè)量時(shí)刻產(chǎn)生位置概覽數(shù)據(jù)。在此 用于產(chǎn)生位置概覽數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)可以是特殊的原始數(shù)據(jù)，其按照任何方式與這樣的原始 數(shù)據(jù)相關(guān)，例如直接在這樣的原始數(shù)據(jù)的采集之前或之后，對(duì)于該原始數(shù)據(jù)獲取期望的FoV 本來的圖像數(shù)據(jù)，所述特殊的原始數(shù)據(jù)例如為來自于導(dǎo)航器測(cè)量的原始數(shù)據(jù)。但是其也可 以是本身也被用于重建期望的FoV的或?qū)ο蟮膱D像數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)，從而不需要附加的導(dǎo) 航器測(cè)量。位置概覽數(shù)據(jù)可以是按照任意方式允許識(shí)別當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)階段的圖像數(shù)據(jù)。在此 原則上可以是三維、二維或僅一維數(shù)據(jù)，例如已經(jīng)提到的SI投影。
[0014] 按照本發(fā)明然后對(duì)于各個(gè)位置或空間坐標(biāo)或位置范圍確定至少一部分位置概覽 數(shù)據(jù)（即位置概覽數(shù)據(jù)中的多個(gè)測(cè)量值)的取決于測(cè)量時(shí)刻的偏離（streuung)。為此例如可 以確定在位置概覽數(shù)據(jù)內(nèi)部在特定的位置處的信號(hào)值的取決于時(shí)間的偏離。例如在SI投 影情況下可以簡(jiǎn)單地在特定的位置z處確定投影信號(hào)值的取決于時(shí)間的偏離。偏離在此可 以按照預(yù)先給出的偏離度量來測(cè)量。優(yōu)選地在此是方差。在此不必使用所有的位置概覽數(shù) 據(jù)或其測(cè)量值，而是當(dāng)為此僅考慮一部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)就足夠。
[0015] 然后在位置概覽數(shù)據(jù)內(nèi)部進(jìn)行空間的檢查區(qū)域的選擇。在一維投影，例如SI投影 的情況下可以將投影段作為檢查區(qū)域來識(shí)別?？臻g的檢查區(qū)域的該選擇根據(jù)本發(fā)明根據(jù)在 各自的檢查區(qū)域中位置概覽數(shù)據(jù)的偏離來進(jìn)行。在此優(yōu)選地可以精確確定在位置概覽數(shù)據(jù) 內(nèi)部的、其中偏離是相對(duì)高的位置區(qū)域或者說位置段，因?yàn)樵诖嗽谏眢w內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)是 可以特別好地檢測(cè)到的。
[0016] 此外對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域進(jìn)行信賴參數(shù)值的確定。借助該信賴參數(shù)值可以如后面還 要解釋的那樣例如規(guī)定，在哪個(gè)檢查區(qū)域中運(yùn)動(dòng)檢測(cè)或者說運(yùn)動(dòng)階段的精確確定預(yù)計(jì)是最 可靠的。
[0017] 最后基于原始數(shù)據(jù)，即原始數(shù)據(jù)的至少為此采集的部分，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的重建，以 便從中重建對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。在此，考慮不同檢查區(qū)域的信賴參數(shù)值。在后面還要詳細(xì)解 釋對(duì)此的不同可能性。
[0018] 已經(jīng)證明，通過按照本發(fā)明識(shí)別不同的檢查區(qū)域和掌控了這些檢查區(qū)域中的哪個(gè) 檢查區(qū)域特別好地適合于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，圖像質(zhì)量在大多數(shù)情況下可以得到極大改善。在事先 在10個(gè)受檢者中的6個(gè)的情況下規(guī)定(靜態(tài)）檢查區(qū)域時(shí)，圖像總是還部分地包含運(yùn)動(dòng)偽 影，而利用在無需使用導(dǎo)航器測(cè)量的條件下自動(dòng)規(guī)定最優(yōu)的檢查區(qū)域的所述工作方式卻產(chǎn) 生與其在使用附加的導(dǎo)航器測(cè)量的情況下可以實(shí)現(xiàn)的同等質(zhì)量的圖像。由此可以借助該方 法在不使用導(dǎo)航器的條件下并且由此以明顯縮短的總測(cè)量時(shí)間產(chǎn)生心臟的非常好的體積 圖像。這一點(diǎn)可能是歸因于，對(duì)于不同的患者或受檢者，理想的檢查區(qū)域由于解剖上的不同 而在位置概覽數(shù)據(jù)內(nèi)部可能位于不同的位置并且通過按照本發(fā)明的方法可以自動(dòng)地考慮 最優(yōu)的檢查區(qū)域的該不同的位置。
[0019] 按照本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置除了別的之外需要以下組件：
[0020] -方面需要用于采集身體的包圍了對(duì)象的區(qū)域的原始數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)接口。在此 其可以如上所述是例如從存儲(chǔ)器或從另一個(gè)單元接收原始數(shù)據(jù)的接口。
[0021] 此外圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置需要概覽數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其構(gòu)造為，用于對(duì)于不同的測(cè)量 時(shí)刻基于至少一部分原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生位置概覽數(shù)據(jù)，以及概覽數(shù)據(jù)分析單元，其構(gòu)造為，用于 確定至少一部分位置概覽數(shù)據(jù)的取決于測(cè)量時(shí)刻的偏離。
[0022] 此外按照本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置需要構(gòu)造為用于根據(jù)所述偏離選擇在位置 概覽數(shù)據(jù)內(nèi)部的空間的檢查區(qū)域的檢查區(qū)域選擇單元，和構(gòu)造為對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域確定信 賴參數(shù)值的信賴參數(shù)值確定單元。
[0023] 最后需要重建單元，其構(gòu)造為，用于在考慮不同的檢查區(qū)域的信賴參數(shù)值的條件 下基于原始數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)。
[0024] 通過圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的圖像數(shù)據(jù)接口可以將這些圖像數(shù)據(jù)然后輸出到任意的 其他組件，例如在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)和/或在顯示器上輸出和/或通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆\斷站或外 部的存儲(chǔ)器等。
[0025] 如上所述，該方法特別優(yōu)選地用于產(chǎn)生磁共振圖像。由此這樣的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝 置優(yōu)選也可以是按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的部分。
[0026] 該磁共振設(shè)備除了具有這樣的按照本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置之外通常還具有 患者或受檢者在測(cè)量期間位于其中的測(cè)量室、用以以通常方式在測(cè)量室中施加基本磁場(chǎng)的 基本場(chǎng)磁體系統(tǒng)、發(fā)送天線系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)、接收天線系統(tǒng)和用于控制基本場(chǎng)磁體系統(tǒng)、HF 發(fā)送天線系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)和HF接收天線系統(tǒng)的控制裝置。
[0027] 按照本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置此外還可以正好是另一個(gè)成像設(shè)備、例如計(jì)算機(jī) 斷層成像設(shè)備的部分。圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置也可以在單獨(dú)的另一個(gè)裝置上實(shí)現(xiàn)，所述另一個(gè) 裝置與合適的成像設(shè)備例如通過網(wǎng)絡(luò)相連或者以其他方式可以接收原始數(shù)據(jù)。此外可以的 是，圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置及其不同的組件，特別是概覽數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元、概覽數(shù)據(jù)分析單元、檢 查區(qū)域選擇單元、信賴參數(shù)值確定單元和重建單元，以軟件組件的形式在合適的計(jì)算機(jī)或 在一個(gè)或多個(gè)合適的處理器上實(shí)現(xiàn)。這一點(diǎn)對(duì)于原始數(shù)據(jù)接口和必要時(shí)的圖像數(shù)據(jù)接口也 成立，其中這些接口部分地可以構(gòu)造為硬件接口或組合的軟件/硬件接口。但是接口也可 以是純的軟件接口，當(dāng)數(shù)據(jù)僅從另外的軟件組件被接收時(shí)。
[0028] 盡可能按照軟件的實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)點(diǎn)，S卩，能夠以簡(jiǎn)單的方式通過軟件更新來改裝迄 今為止使用的圖像產(chǎn)生裝置，以便按照本發(fā)明的方式工作。就此而言上述任務(wù)還通過計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品解決，其存儲(chǔ)在便攜式存儲(chǔ)器中和/或通過用于傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)提供并且直可接加 載到可編程圖像產(chǎn)生裝置的存儲(chǔ)器中，具有程序段，用于當(dāng)程序在圖像產(chǎn)生裝置中運(yùn)行時(shí) 執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的所有步驟。
[0029] 從屬權(quán)利要求以及以下的描述分別包含了本發(fā)明的特別有利的構(gòu)造和擴(kuò)展。在此 可以特別地將一類權(quán)利要求類似于另一類權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求來擴(kuò)展。此外在本發(fā)明 的范圍內(nèi)還可以將不同的實(shí)施例和權(quán)利要求的不同特征也組合為新的實(shí)施例。
[0030] 作為各個(gè)檢查區(qū)域的信賴參數(shù)值可以考慮不同的值。在優(yōu)選的變形中檢查區(qū)域的 信賴參數(shù)值本身基于檢查區(qū)域內(nèi)部位置概覽數(shù)據(jù)的偏離。
[0031] 優(yōu)選地，首先確定參考位置概覽數(shù)據(jù)。這些參考位置概覽數(shù)據(jù)原則上可以任意選 擇。例如可以簡(jiǎn)單地將在測(cè)量時(shí)刻t=0,即，在測(cè)量的開始首先產(chǎn)生的位置概覽數(shù)據(jù)作為參 考位置概覽數(shù)據(jù)(零參考）使用，并且然后將全部其他位置概覽數(shù)據(jù)與該參考位置概覽數(shù)據(jù) 相關(guān)聯(lián)。但是原則上也可以首先如下地分析位置概覽數(shù)據(jù)，即，搜索特別合適的參考位置概 覽數(shù)據(jù)，例如在完全確定的運(yùn)動(dòng)階段中被采集的位置概覽數(shù)據(jù)。在此參考位置概覽數(shù)據(jù)的 確定也可以對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域單獨(dú)地進(jìn)行。
[0032] 在另一步驟中然后對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域分開地按照預(yù)先給出的規(guī)則確定不同的測(cè) 量時(shí)刻的位置概覽數(shù)據(jù)與參考位置概覽數(shù)據(jù)的偏差值。特別優(yōu)選地，這通過確定位置概覽 數(shù)據(jù)與參考位置概覽數(shù)據(jù)的相關(guān)性來進(jìn)行。例如如果將一維的投影數(shù)據(jù)，特別是SI投影， 作為位置概覽數(shù)據(jù)使用，則在此也就是以非常簡(jiǎn)單的方式確定不同的SI投影與參考SI投 影的相關(guān)性。
[0033] 然后在考慮該偏差值的條件下對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域確定信賴參數(shù)值。
[0034] 特別優(yōu)選地在此將位置概覽數(shù)據(jù)-和由此也將所屬的原始數(shù)據(jù)-對(duì)于各個(gè)檢查區(qū) 域分開地根據(jù)偏差值來與不同的運(yùn)動(dòng)階段類別對(duì)應(yīng)。這就是說，進(jìn)行位置概覽數(shù)據(jù)(和所屬 的原始數(shù)據(jù)）的歸類或分類。
[0035] 然后優(yōu)選地對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段類別分開地確定位置概覽數(shù)據(jù)的取決于測(cè)量時(shí)刻 的、空間上的偏離值。該偏離值可以按照相同的規(guī)則來確定，即，利用與上述偏離(按照其首 先選擇檢查區(qū)域）相同的偏離度量，然而具有如下區(qū)別，即，現(xiàn)在僅還發(fā)生各自的運(yùn)動(dòng)階段 類別的位置概覽數(shù)據(jù)圍繞由該數(shù)據(jù)形成的平均值的偏離。
[0036] 更優(yōu)選地然后作為檢查區(qū)域的信賴參數(shù)值可以確定多個(gè)運(yùn)動(dòng)階段類別的偏離值 的總和。優(yōu)選地，信賴參數(shù)值是一種"總偏差值偏離"，即，所有運(yùn)動(dòng)階段類別的偏離值的總 和。
[0037] 特別優(yōu)選地然后對(duì)于其中信賴參數(shù)值最低的那個(gè)的檢查區(qū)域在考慮位置概覽數(shù) 據(jù)與運(yùn)動(dòng)階段類別的對(duì)應(yīng)的條件下從原始數(shù)據(jù)中重建圖像數(shù)據(jù)。即，例如將其中在運(yùn)動(dòng)階 段類別中各個(gè)偏離值的總和最低的檢查區(qū)域歸類為值得信賴的。當(dāng)然根據(jù)信賴值的確定， 也可以使用其中信賴參數(shù)值最高的檢查區(qū)域。
[0038] 對(duì)將在不同的運(yùn)動(dòng)階段類別中各個(gè)偏離值作為對(duì)于檢查區(qū)域的可靠性的度量進(jìn) 行確定的所述工作方式最終導(dǎo)致，在位置概覽數(shù)據(jù)內(nèi)部的區(qū)域作為校正或控制區(qū)域使用， 在所述區(qū)域中位置概覽數(shù)據(jù)與各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的對(duì)應(yīng)可以被最可靠地確定并且由此最后也 最可靠地檢測(cè)整個(gè)運(yùn)動(dòng)。不取決于例如在患者/受檢者的身體內(nèi)部心臟或橫膈膜的精確的 解剖位置和其特別的呼吸特性，總是可以最佳地確定所述運(yùn)動(dòng)。
[0039] 如上所述，該方法優(yōu)選地對(duì)由于呼吸運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象采用。運(yùn)動(dòng)階段于是 相應(yīng)于呼吸階段。特別優(yōu)選地，檢查對(duì)象是心臟或包括心臟。這一點(diǎn)但是不排除，該方法也 可以對(duì)其他檢查對(duì)象并且在其他運(yùn)動(dòng)流程情況下被采用，例如用于校正吞咽運(yùn)動(dòng)或其他運(yùn) 動(dòng)。
[0040] 優(yōu)選地，位置概覽數(shù)據(jù)如開頭所述通過一維的投影形成。這樣的一維投影可以基 于原始數(shù)據(jù)來重建，所述原始數(shù)據(jù)是通過掃描k空間（或）沿著軌跡的通過k空間中心延伸 的讀出過程被采集的。由此在拍攝每個(gè)片段時(shí)可以無需其他測(cè)量開銷產(chǎn)生這樣的一維的投 影。
[0041] 如果作為位置概覽數(shù)據(jù)而包括身體的包括了對(duì)象的區(qū)域的投影，則優(yōu)選地保證， 該投影在對(duì)象的至少一個(gè)主運(yùn)動(dòng)方向上延伸（或進(jìn)行到沿著主運(yùn)動(dòng)方向的線上的投影)，以 便能夠最佳地采集對(duì)象或?qū)ο筮\(yùn)動(dòng)。特別地，當(dāng)涉及的是產(chǎn)生心臟圖像并且要考慮由于呼 吸引起的心臟的運(yùn)動(dòng)時(shí)，優(yōu)選地使用描述的SI投影，因?yàn)樾呐K的通過呼吸引起的主運(yùn)動(dòng)方 向在SI方向上延伸。
[0042] 此外SI投影還具有優(yōu)點(diǎn)，S卩，為此分別在每次拍攝片段時(shí)必須采集通過k空間中 心在z方向上，S卩，在身體縱軸的方向上的讀出過程，并且由此對(duì)于后面的圖像數(shù)據(jù)重建提 供總體上剛好在特別重要的k空間中心(其包含了主要信息）中的更高數(shù)量的原始數(shù)據(jù)。 [0043] 最后可以以不同的方式在考慮利用按照本發(fā)明的方法獲得的、來自于借助信賴參 數(shù)值確定的檢查區(qū)域的信息的條件下從原始數(shù)據(jù)中重建圖像數(shù)據(jù)。特別地，當(dāng)如前所述對(duì) 于不同的檢查區(qū)域來說，位置概覽數(shù)據(jù)和由此還有所屬的原始數(shù)據(jù)已經(jīng)與不同的運(yùn)動(dòng)階段 類別對(duì)應(yīng)時(shí)，以下方法提供：
[0044] 首先重建多個(gè)臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組，其分別與對(duì)象的不同的運(yùn)動(dòng)階段對(duì)應(yīng)。例如在此 分別僅使用來自于特定的運(yùn)動(dòng)階段類別的原始數(shù)據(jù)。
[0045] 但是替換地還可以進(jìn)行加權(quán)，即，例如將期望的運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)階段類別的原始 數(shù)據(jù)特別高地加權(quán)而將來自于其他運(yùn)動(dòng)階段類別的原始數(shù)據(jù)按照預(yù)先給出的加權(quán)函數(shù)更 小地加權(quán)。由此提高用于臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)庫。特別優(yōu)選地在此根據(jù)與特定的運(yùn)動(dòng)階 段的距離進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的加權(quán)，對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)階段當(dāng)前重建臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組。"距離"在此 理解為在運(yùn)動(dòng)周期、例如呼吸周期內(nèi)的時(shí)間距離。但是優(yōu)選地在此是空間距離，其例如可以 由原始數(shù)據(jù)的偏差或由從中重建的圖像數(shù)據(jù)來確定。當(dāng)原始數(shù)據(jù)與不同的運(yùn)動(dòng)階段類別對(duì) 應(yīng)時(shí)，例如可以將原始數(shù)據(jù)與特定的運(yùn)動(dòng)階段的距離理解為運(yùn)動(dòng)階段類別彼此的距離。
[0046] 為了重建臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組，圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置可以具有合適的臨時(shí)圖像重建單 J Li 〇
[0047] 然后可以借助該臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組確定偏差數(shù)據(jù)，例如所謂的形變場(chǎng) (Deformierungsfeldern)(也稱為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)Bewegungsfelder)，其說明了，不同的運(yùn)動(dòng)階段 的圖像數(shù)據(jù)互相怎樣偏差。為了確定偏差數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置可以具有偏差數(shù)據(jù)確定 單元。優(yōu)選地，在此也可以將對(duì)象的特定的優(yōu)選的運(yùn)動(dòng)階段、例如在呼吸的"呼氣階段"（當(dāng) 患者或受檢者已經(jīng)完全呼氣并且橫膈膜在上部位置時(shí)）中的臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組作為參考圖 像數(shù)據(jù)來選擇并且分別確定另外的運(yùn)動(dòng)階段的臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)與該參考圖像數(shù)據(jù)的偏差數(shù) 據(jù)。該呼氣階段的選擇具有優(yōu)點(diǎn)，即，在該階段中提供相對(duì)多的原始數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?duì)象較長時(shí) 間地處于該階段中。事先確定的偏差數(shù)據(jù)可以根據(jù)重建方法和偏差數(shù)據(jù)的種類的不同而 直接被使用或例如也首先計(jì)算從中導(dǎo)出的其他偏差數(shù)據(jù)。例如偏差數(shù)據(jù)可以首先被倒置 (invertiert)或者說除了形變場(chǎng)之外還計(jì)算倒置的形變場(chǎng)，其然后同樣在重建時(shí)被考慮。 [0048] 然后基于不同的運(yùn)動(dòng)階段、優(yōu)選所有的運(yùn)動(dòng)階段或運(yùn)動(dòng)階段類別的原始數(shù)據(jù)可以 進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的重建，但是其中這樣考慮偏差數(shù)據(jù)，使得在重建期間自動(dòng)地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)階段 校正。圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置為此可以具有合適構(gòu)造的總重建單元。
[0049] 為了重建圖像數(shù)據(jù)和/或臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組，優(yōu)選可以使用迭代的數(shù)值優(yōu)化方法。 特別優(yōu)選地，使用非線性優(yōu)化方法，特別是擬牛頓法，如后面還要詳細(xì)解釋的。為此例如可 以在后面在考慮偏差數(shù)據(jù)的條件下重建圖像數(shù)據(jù)時(shí)將偏差數(shù)據(jù)首先倒置并且然后在優(yōu)化 程序的目標(biāo)函數(shù)中使用。
[0050] 該總重建單元例如原則上可以是與臨時(shí)圖像重建單元情況下相同的重建單元，例 如具有合適的優(yōu)化程序，其在數(shù)值優(yōu)化方法中計(jì)算與測(cè)量的原始數(shù)據(jù)匹配的圖像數(shù)據(jù)，僅 僅是必要時(shí)預(yù)先給出其他輸入?yún)?shù)和/或其他目標(biāo)函數(shù)。該可能性在后面還要解釋。
[0051] 但是原則上還可以進(jìn)行其他的重建方法，例如可以使用根據(jù)檢查區(qū)域識(shí)別的空間 偏移或位移，來將數(shù)據(jù)組又在涉及的方向上反向推移(如在上面的Piccini等的文獻(xiàn)中描 述的)。然后可以根據(jù)原始數(shù)據(jù)的足夠數(shù)量，通過傅里葉變換或替換地利用按照Pruessmann 等的 SENSE 方法（"Advances in sensitivity encoding with arbitrary k-space trajectories.，' in Magn. Reson. Med. 2001 年 10 月；46 (4) :638-51.)重建體積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052] 以下借助實(shí)施例在參考附圖的情況下描述本發(fā)明。其中：
[0053] 圖1示出了 SI方向和人體中心臟和橫膈膜的位置的示意圖，
[0054] 圖2示出了 EKG的示意圖以及在舒張階段中原始數(shù)據(jù)采集的觸發(fā)的圖示，
[0055] 圖3示出了具有葉序地螺旋形的掃描圖案的、三維笛卡爾坐標(biāo)kx，ky，kz中的k空 間體積的圖示(左邊是到k x/ky平面的俯視圖并且右邊是透視圖），
[0056] 圖4示出了用于產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的按照本發(fā)明的方法的可能流程的流程圖，
[0057] 圖5示出了用于在位置概覽數(shù)據(jù)(在此以SI投影的形式）中確定檢查區(qū)域的可能 流程的圖示和位置概覽數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)階段類別的對(duì)應(yīng)，和
[0058] 圖6示出了對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)階段類別采集的原始數(shù)據(jù)組的數(shù)量的直方圖，
[0059] 圖7示出了在從不同的運(yùn)動(dòng)階段的原始數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)時(shí)的可能的工作方式 的示意圖，以及
[0060] 圖8示出了具有按照本發(fā)明的實(shí)施例的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的磁共振設(shè)備的示意 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0061] 在借助附圖在以下描述的該方法的優(yōu)選變形中涉及的是在人體K中作為檢查對(duì) 象0的心臟的完整體積的拍攝。在產(chǎn)生完整的心臟0的磁共振圖像時(shí)運(yùn)動(dòng)偽影的避免由于 心臟本身的持續(xù)運(yùn)動(dòng)和還疊加的呼吸運(yùn)動(dòng)而具有特別的挑戰(zhàn)。這一點(diǎn)根據(jù)圖1和圖2來解 釋。
[0062] 圖1粗略示意性地示出了患者的身體K中心臟0的位置并且附加地還示出了橫膈 膜〇'的位置，其如提到的那樣標(biāo)記了在肝臟和肺部之間的過渡并且由此在圖像數(shù)據(jù)中在 強(qiáng)烈的明暗過渡處通常可以很好地識(shí)別。在呼吸的情況下橫膈膜0'在患者的身體中不斷 上升和下降，這導(dǎo)致心臟0在身體內(nèi)部主要在身體縱向方向（SI方向)上的明顯位移。該運(yùn) 動(dòng)在SI方向上，也就是主運(yùn)動(dòng)方向R，心臟0整體上在身體K中經(jīng)歷該主運(yùn)動(dòng)方向并且該主 運(yùn)動(dòng)方向在此根據(jù)呼吸階段的不同而朝Superior (上）（向著頭部）或者朝Inferior (下） (向著腳部)移動(dòng)。心臟〇本身通過心跳還執(zhí)行本身的周期運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)心臟周期期間心臟 在此經(jīng)歷多個(gè)所謂的心臟階段。它們?cè)趫D2中在示意性的EKG上示出。通常分別從一個(gè)R 峰RZ至下一個(gè)R峰RZ (心臟的最強(qiáng)收縮的時(shí)刻）考察一個(gè)心臟周期。在兩個(gè)R峰RZ之間 的大約中間范圍中是所謂的舒張階段，在該階段中心臟相對(duì)長時(shí)間，也就是大約100ms地 處于靜止。該舒張階段可以被用來采集原始數(shù)據(jù)。為此用于原始數(shù)據(jù)采集的磁共振脈沖序 列根據(jù)R峰被觸發(fā)，如在圖2中示意性分別通過觸發(fā)時(shí)間段TZ示出的。在合適的磁共振脈 沖序列中例如可以首先執(zhí)行T2準(zhǔn)備TP，然后發(fā)送所謂的脂肪飽和器FS并且最后進(jìn)行本來 的原始數(shù)據(jù)采集RDA。
[0063] 為了利用原始數(shù)據(jù)來"填充"三維的k空間體積(從所述k空間體積然后例如借助 三維傅里葉變換可以重建三維圖像數(shù)據(jù)體積（FoV))，例如可以在笛卡爾k空間Rk中掃描具 有在z方向（在k空間中坐標(biāo)k z的方向）上延伸的、互相平行的讀出過程的多個(gè)軌跡，其中 這些讀出過程在k空間Rk中關(guān)于k x/ky平面按照特定的圖案布置。在這樣的優(yōu)選的讀出方 式的情況下對(duì)于軌跡的例子在圖3中示出。軌跡的在z方向上延伸的讀出過程在此按照葉 序的螺旋形掃描圖案關(guān)于匕/\平面布置。如在左邊的對(duì)k x/ky平面的俯視圖可以很好看出 的，圖案由多個(gè)從k空間的中點(diǎn)（或者說z中軸）徑向向外延伸的、螺旋形彎曲的輪輻組成。 在此也就是由螺旋形軌跡圖案和輪輻軌跡圖案的混合。在右邊按照三維透視圖示出了螺旋 形輪輻。從該視圖可以看出，在k x/ky平面中軌跡的每個(gè)點(diǎn)代表了在匕方向上延伸的讀出 過程，沿著該讀出過程掃描k空間，以采集原始數(shù)據(jù)。在100ms的舒張階段的時(shí)間窗中可以 進(jìn)行大約30個(gè)這樣的在k z方向上延伸的讀出過程，這相應(yīng)于螺旋形的輪輻軌跡。由此可 以在舒張階段內(nèi)作為原始數(shù)據(jù)組讀出包括了螺旋形輪輻的原始數(shù)據(jù)RD的原始數(shù)據(jù)片段， 如其在圖3的右邊通過該組縱向地在k z方向上延伸的讀出過程示意性示出的。在此分別 首先讀出沿著通過k空間中心的中央的讀出過程的原始數(shù)據(jù)RD。。然后從內(nèi)向外前進(jìn)地沿 著另一個(gè)讀出過程采集原始數(shù)據(jù)RD。為了對(duì)于重建具有說服力的圖像數(shù)據(jù)而足夠地填充k 空間體積，必須采集如此之多的原始數(shù)據(jù)組，使得k空間被填充至大約12%。如果采集了所 有片段的所需的原始數(shù)據(jù)，則可以進(jìn)行三維的圖像數(shù)據(jù)體積的重建。按照類似的方式可以 進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的采集，以便采集心臟的相互密集鄰接的層。
[0064] 但是不利地，心臟在相繼跟隨的心臟周期中在原始數(shù)據(jù)組或k空間數(shù)據(jù)的片段的 采集之間通過呼吸運(yùn)動(dòng)而在空間上位移和/或形變。對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的重建由此需要關(guān)于該 位移/形變（以下僅簡(jiǎn)稱為位移)進(jìn)行校正。這一點(diǎn)原則上以多種方式可行。但是為此必須 至少近似地已知位移，即，必須至少確定，各個(gè)原始數(shù)據(jù)組是在哪個(gè)呼吸階段被采集的。 [0065] 這一點(diǎn)有利地利用在圖4中示出的方法可行。在步驟4. I中首先采集全部的原始 數(shù)據(jù)RD。所述原始數(shù)據(jù)然后在步驟4. II中在特殊的分類算法(也稱為"Binning"）中被預(yù) 處理，以便將其與不同的運(yùn)動(dòng)階段類別對(duì)應(yīng)。該步驟4. II在以下結(jié)合圖5詳細(xì)解釋。
[0066] 對(duì)于每個(gè)采集的原始數(shù)據(jù)組或每個(gè)原始數(shù)據(jù)片段，首先將沿著通過k空間中心的 軌跡的讀出過程采集(見圖4)的中央的原始數(shù)據(jù)RD。借助一維傅里葉變換轉(zhuǎn)換到圖像數(shù)據(jù) 空間。作為結(jié)果，在此獲得完整視野的一維的所謂SI投影，S卩，沿著z方向（也就是在主運(yùn) 動(dòng)方向R上；參見圖1)投影到z軸上的在FoV中的所有圖像數(shù)據(jù)。如果保證，視野FoV足 夠大，使得不僅心臟〇,而且橫膈膜〇'都被覆蓋，如圖1所示，則在這些SI投影SIP中也可 以特別好地識(shí)別在橫膈膜處的亮暗過渡。這些SI投影SIP作為位置概覽數(shù)據(jù)SIP是特別 合適的。
[0067] 在第一個(gè)步驟5. I中首先對(duì)于這些SI投影SIP確定取決于測(cè)量時(shí)刻的空間上的 偏離。這樣的過程在圖5中借助在步驟5. I中的圖解釋。該圖示出了互相密集布置的各個(gè) SI投影SIP，其中在縱坐標(biāo)上畫出了在z方向上沿著各個(gè)SI投影SIP的位置并且在橫坐標(biāo) 上畫出了在位置z處在特定的測(cè)量時(shí)刻t呈現(xiàn)的強(qiáng)度值。作為取決于測(cè)量時(shí)刻的空間上的 偏離度量，在此使用方差var (z (t))，S卩，確定在特定的位置z處關(guān)于多個(gè)測(cè)量時(shí)刻t的多 個(gè)測(cè)量值z(mì) (t)的方差。該方差var (z (t))作為z的函數(shù)在狹長地示出的方差曲線中緊 挨著在步驟5.1中的圖示出。通過確定該方差曲線的極大值和極小值，選擇可能的檢查區(qū) 域PR1，PR2,在所述檢查區(qū)域中呈現(xiàn)特別高的方差。為此尋找局部極大值并且按照與找到的 局部極大值的特定距離分別選擇兩個(gè)局部極小值并且由此圍繞該極大值確定檢查區(qū)域。
[0068] 在圖5所示的情況下沿著SI投影SIP恰好選擇兩個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2(或者說SI 投影的本來的"檢查段"，因?yàn)镾I投影僅僅是一維的)。所述檢查區(qū)域中的一個(gè)PR1在此覆 蓋其中心臟0運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，第二檢查區(qū)域PR2在此涉及其中橫膈膜0'運(yùn)動(dòng)的區(qū)域。
[0069] 在步驟5. II中然后分別單獨(dú)地對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2確定位置概覽數(shù)據(jù) SIP，S卩，在此是在不同的時(shí)刻tk(k=0至m，其中m是采集的原始數(shù)據(jù)組的數(shù)量)被采集的SI 投影SIP，與參考位置概覽數(shù)據(jù)的偏差值。作為參考位置概覽數(shù)據(jù)(或作為"參考SI投影"） 在此可以選擇任意的位置概覽數(shù)據(jù)SIP。在本情況下為簡(jiǎn)單起見使用在第一測(cè)量中在時(shí)刻 t=0采集的SI投影作為參考SI投影SHV為了確定SI投影與參考SI投影SI&的偏差 值，在各個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2中分別確定信號(hào)與參考SI投影SI&的互相關(guān)。以這種方式 對(duì)于每個(gè)單個(gè)SI投影SIP確定偏差值Λ ^^和Λ Z(U 2。在步驟5. III中然后將在不同的 時(shí)刻tk采集的各個(gè)SI投影-具體來說又是對(duì)于每個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2單獨(dú)地-基于其偏 差值Λ Z(U1及Λ Z(U 2與不同的運(yùn)動(dòng)階段類別％，BI，BK2，…，BKn對(duì)應(yīng)，其中η是運(yùn)動(dòng)類別 的最大數(shù)量。運(yùn)動(dòng)類別Β&例如相應(yīng)于從+0. 5至最大-0. 5的偏差值，運(yùn)動(dòng)類別ΒΙ相應(yīng)于 在-0. 5和最大-1. 5之間的可能的偏差值，等等。在此原則上可以對(duì)于各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段類別 BK。，BI，BK2，…，BKn自由選擇符號(hào)及允許的偏差值。在該情況下這樣選擇，使得當(dāng)患者已經(jīng) 完全呼氣并且由此橫膈膜在身體Κ中完全處于上部時(shí)，在時(shí)刻t=0進(jìn)行第一拍攝。在其他 呼吸階段中的偏差通過在向下至腳部的負(fù)的z方向上的位移來表示。
[0070] 在運(yùn)動(dòng)類別中在此將所有的SI投影SIP和自然將相同的原始數(shù)據(jù)組或片段 的所屬的其他原始數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，其中在各自的檢查區(qū)域PR1或PR2中僅規(guī)定了與參考SI投影 SI&的最小偏差。隨著類別的編號(hào)增加，該偏差也增加，即，拍攝離其中拍攝了參考SI投影 SI&的運(yùn)動(dòng)階段越遠(yuǎn)。因?yàn)樵摲诸悓?duì)于兩個(gè)檢查區(qū)域分離地進(jìn)行，所以完全可以的是，按照 該分類在第一檢查區(qū)域PR1中將SI投影和所屬的原始數(shù)據(jù)分類到與參考SI投影相同的運(yùn) 動(dòng)類別中并且在第二檢查區(qū)域PR2中將相同的原始數(shù)據(jù)分類到與其不同的類別中，例 如相鄰類別BK lt)
[0071] 原則上假定，在相同的呼吸階段或者說在呼吸周期內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)階段中被采集的SI 投影的信號(hào)變化應(yīng)當(dāng)是相對(duì)小的。此外當(dāng)全局變化是最小的時(shí)這一點(diǎn)同樣對(duì)于SI投影內(nèi) 部的每個(gè)部分間隔也是成立的。由此可以假定，呼吸運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)和SI投影及所屬的原始 數(shù)據(jù)到各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段類別，…，分類在兩個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2中的其中 存在運(yùn)動(dòng)階段類別，…，BK n內(nèi)部最小的變化的那個(gè)中是最可靠的。由此如在 圖5的步驟5. III中所示還確定在各個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2中SI投影SIP的取決于時(shí)間的 位置方差。該方差確定類似于步驟5.1中的工作方式進(jìn)行，但是現(xiàn)在對(duì)于各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段類 別Bl，BK2，…，BKn中的SI投影分離地進(jìn)行該方差確定。換言之，對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段 BK。，BI，BK2，…，BKn確定一個(gè)自己的偏離值SWQ，SR，SW 2，…，SWn。
[0072] 然后將這些偏離值SWm SWp SW2，…，SWn對(duì)于每個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2分離地累加， 以便這樣對(duì)于每個(gè)檢查區(qū)域PR1，PR2獲得一個(gè)自己的信賴參數(shù)值VP1，VP2。如圖5所示，在 此，第二檢查區(qū)域PR2的為0.22的信賴參數(shù)值VP2明顯低于檢查區(qū)域PR1的為0.42的信 賴參數(shù)值VP1。由此假定，在檢查區(qū)域PR2中對(duì)運(yùn)動(dòng)的更可靠的檢測(cè)是可能的。由此對(duì)于另 外的重建或關(guān)于呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)原始數(shù)據(jù)的校正使用在檢查區(qū)域PR2中確定的對(duì)各個(gè)原始數(shù) 據(jù)到運(yùn)動(dòng)階段類別％，BI，BK 2，…，BKn中的分類。
[0073] 已經(jīng)令人驚訝地證明，首先自動(dòng)識(shí)別可能良好的檢查區(qū)域PR1，PR2,然后自動(dòng)檢 查，這些檢查區(qū)域PR1，PR2中的哪個(gè)具有最大的可靠性，隨后使用按照該最可靠的檢查區(qū) 域PR1，PR2的分類，會(huì)得到該方法相對(duì)于其中簡(jiǎn)單地在開始規(guī)定一個(gè)檢查區(qū)域的方法的極 大改善。
[0074] 在使用該分類或在使用在步驟5. II中確定的偏差值Λ Z(U，2的條件下然后以任意 方式從原始數(shù)據(jù)中重建圖像數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生盡可能無運(yùn)動(dòng)偽影的圖像。為此例如可以使用 在Piccini等的文獻(xiàn)中的使用的方法。但是特別優(yōu)選地為此可以使用以下解釋的修改過的 方法。
[0075] 在利用如圖3所示的上面描述的葉序螺旋形掃描圖案來掃描三維k空間時(shí)，雖然 可以在特定的預(yù)先給出的采集時(shí)間中確定相對(duì)多的原始數(shù)據(jù)，以便從中重建圖像數(shù)據(jù)。但 是另一方面總是還需要相對(duì)強(qiáng)的欠采樣，以便能夠在可接受的總測(cè)量時(shí)間中進(jìn)行器官、例 如心臟的完整體積的拍攝。
[0076] 由此值得期望的是，不是僅使用采集的原始數(shù)據(jù)的較小部分，例如僅僅是來自于 在完整吸氣時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的運(yùn)動(dòng)類別的原始數(shù)據(jù)(在該階段中心臟運(yùn)動(dòng)相對(duì)長時(shí)間 地處于一種靜止階段中），而是使用盡可能多的、特別優(yōu)選使用所有采集的原始數(shù)據(jù)。但是 為此必須將原始數(shù)據(jù)如解釋的那樣在重建時(shí)關(guān)于其互相的位移進(jìn)行校正。從上面的分類方 法已經(jīng)知道，哪些原始數(shù)據(jù)是在哪些運(yùn)動(dòng)階段中被采集的。為此已經(jīng)將原始數(shù)據(jù)分類到了 運(yùn)動(dòng)階段類別中。但是不知道，在不同的運(yùn)動(dòng)類別/階段中的原始數(shù)據(jù)采集實(shí)際上如何影 響原始數(shù)據(jù)或重建的圖像數(shù)據(jù)的位移。
[0077] 在考慮通過呼吸運(yùn)動(dòng)引起空間結(jié)構(gòu)的位移的條件下從完整的原始數(shù)據(jù)重建 圖像數(shù)據(jù)可以借助迭代的數(shù)值優(yōu)化方法，優(yōu)選是擬牛頓法進(jìn)行，其特別適合于CS數(shù)據(jù) (Compressed Sense Daten壓縮的感測(cè)數(shù)據(jù))。在此是非線性優(yōu)化方法，其中運(yùn)算逐像素地 相對(duì)快地進(jìn)行并且在此以下成本函數(shù)被最小化：
[0078]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于產(chǎn)生在身體（K)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的對(duì)象（0)的圖像數(shù)據(jù)（BD)的方法，包括以下步 驟： -在不同的測(cè)量時(shí)刻（h，…，tk，···）對(duì)于身體（K)的包括了對(duì)象（0)的區(qū)域采集原始數(shù) 據(jù)（RD)， -基于所述原始數(shù)據(jù)（RD)的至少一部分（RD。）對(duì)于不同的測(cè)量時(shí)刻（h，…，tk，···）產(chǎn) 生位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)， -確定所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)的至少一部分的取決于測(cè)量時(shí)刻的偏離， -根據(jù)所述偏離在所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)內(nèi)部選擇空間的檢查區(qū)域（PR1，PR2)， -對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域（PR1，PR2)確定信賴參數(shù)值（VP1，VP2)，和 -在考慮不同的檢查區(qū)域（PR1，PR2)的信賴參數(shù)值（VP1，VP2)的條件下基于所述原始 數(shù)據(jù)（RD)重建圖像數(shù)據(jù)（BD)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢查區(qū)域（PR1，PR2)的信賴參數(shù)值（VP1，VP2)基 于在該檢查區(qū)域（PR1，PR2)內(nèi)部的位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)的偏離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中， -確定參考位置概覽數(shù)據(jù)（SIPJ， -對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域（PR1，PR2)分開地確定不同測(cè)量時(shí)刻（tk)的位置概覽數(shù)據(jù)（SIP) 與參考位置概覽數(shù)據(jù)（SIPJ的偏差值（ΛΖ)， -基于所述偏差值（Λζ)對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域（PR1，PR2)確定所述信賴參數(shù)值 (VP1, VP2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，分開地對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域（PR1，PR2)根據(jù)所述偏 差值（Λ z)將所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)與不同的運(yùn)動(dòng)階段類別（Bl ΒΚρ BK2，…，BKn)對(duì)應(yīng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段類別（BL ΒΚρ ΒΚ2，…，ΒΚη)單 獨(dú)地確定所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)的偏離值（SWy SWp SW2，…，SWn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，作為檢查區(qū)域（PR1，PR2)的信賴參數(shù)值 (VP1，VP2)，確定多個(gè)運(yùn)動(dòng)階段類別（BK。，ΒΚρ BK2，…，BKn)的偏離值（SWQ，SWi，SW2，…，SW n)的 總和。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)于其中信賴參數(shù)值（VP1，VP2) 最低的那個(gè)的檢查區(qū)域（PR1，PR2)在考慮位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)與運(yùn)動(dòng)階段類別 (BK。，BI，BK 2，…，BKn)的對(duì)應(yīng)的條件下從原始數(shù)據(jù)（RD)中重建圖像數(shù)據(jù)（BD)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，檢查對(duì)象（0)由于呼吸運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng) 并且所述運(yùn)動(dòng)階段（P%，Phi，…，Ph n)是呼吸階段。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，檢查對(duì)象（0)包括心臟（0)。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)包括身體 (K)的包括了對(duì)象（0)的區(qū)域在至少一個(gè)主運(yùn)動(dòng)方向（R)上的投影。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)包括身體（K)的包括 了對(duì)象（0)的區(qū)域的一維SI投影（SIP)。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為了基于原始數(shù)據(jù)（RD)重建圖像 數(shù)據(jù)（BD)執(zhí)行以下步驟： -重建分別與對(duì)象（〇)的不同的運(yùn)動(dòng)階段（P&，Ph，…，Phn)對(duì)應(yīng)的多個(gè)臨時(shí)圖像數(shù)據(jù) 組（BBD)， -確定在對(duì)象（0)的不同的運(yùn)動(dòng)階段（Pk Phi，…，Phn)的臨時(shí)圖像數(shù)據(jù)組（BBD)之間 的偏差數(shù)據(jù)（D。，Di，…，D」，…，Dn)，和 -在考慮所述偏差數(shù)據(jù)（％，Di，…，D」，…，Dn)的條件下基于不同的運(yùn)動(dòng)階段（Pk Phi，··· ，Phn)的原始數(shù)據(jù)（RD)重建圖像數(shù)據(jù)（BD)。
13. -種用于產(chǎn)生在身體（K)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的對(duì)象（0)的圖像數(shù)據(jù)（BD)的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生 裝置（20)，所述圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置（20)包括以下組件： -原始數(shù)據(jù)接口（21)，用于采集身體（K)的包括對(duì)象（0)的區(qū)域的原始數(shù)據(jù)，所述原始 數(shù)據(jù)是在不同的測(cè)量時(shí)刻采集的， -概覽數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元（23 )，其構(gòu)造為，用于基于所述原始數(shù)據(jù)（RD )的至少一部分（RD。） 對(duì)于不同的測(cè)量時(shí)刻（h，…，tk，…）產(chǎn)生位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)， -概覽數(shù)據(jù)分析單元（24)，其構(gòu)造為，用于確定所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)的至少一部分 的取決于測(cè)量時(shí)刻的偏離， -檢查區(qū)域選擇單元（25)，其構(gòu)造為，用于根據(jù)所述偏離在所述位置概覽數(shù)據(jù)（SIP)內(nèi) 部選擇空間的檢查區(qū)域（PR1，PR2)， -信賴參數(shù)值確定單元（26)，其構(gòu)造為，對(duì)于各個(gè)檢查區(qū)域（PR1，PR2)確定信賴參數(shù)值 (VP1, VP2)，和 -重建單元（30)，其構(gòu)造為，在考慮不同的檢查區(qū)域（PR1，PR2)的信賴參數(shù)值 (VP1，VP2)的條件下基于所述原始數(shù)據(jù)（RD)重建圖像數(shù)據(jù)（BD)。
14. 一種磁共振設(shè)備（1)，具有 -測(cè)量室（3)， -基本場(chǎng)磁體系統(tǒng)（4)， -高頻發(fā)送天線系統(tǒng)（5)， -梯度系統(tǒng)（6)， -高頻接收天線系統(tǒng)（7)， -控制裝置（11)，用于控制基本場(chǎng)磁體系統(tǒng)（4)、高頻發(fā)送天線系統(tǒng)（5)、梯度系統(tǒng)（6) 和高頻接收天線系統(tǒng)（7)，和 -按照權(quán)利要求13所述的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置（20)。
15. -種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其能夠直接加載到可編程圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置（20)的存儲(chǔ)器 中，具有程序代碼段，用于當(dāng)程序在圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置（20)中運(yùn)行時(shí)執(zhí)行按照權(quán)利要求1 至12中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
【文檔編號(hào)】G01R33/567GK104095633SQ201410128526
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月3日
【發(fā)明者】C.福曼 申請(qǐng)人:西門子公司