本發(fā)明涉及生成移動(dòng)的對象的mr圖像(mr：磁共振)的領(lǐng)域，所述對象在一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行包括多個(gè)移動(dòng)的階段(移動(dòng)階段)的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還涉及用于生成對象的mr圖像的對應(yīng)的mri系統(tǒng)，所述對象在時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行包括多個(gè)移動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)。

背景技術(shù)：

存在降低心臟mri(cmri)的可用性的兩個(gè)限制性因素。第一個(gè)是cmri檢查要求要執(zhí)行的過多的掃描器時(shí)間以及在相關(guān)信息被采集之前進(jìn)行許多模擬計(jì)劃掃描。第二個(gè)是從技術(shù)人員要求高的訓(xùn)練程度以能夠以正確的心臟方向進(jìn)行心臟檢查，使得難以擴(kuò)展到任何環(huán)境中。覆蓋整個(gè)胸部的體積3d各向同性采集可能有助于避免這兩個(gè)限制，并且改進(jìn)心臟檢查的工作流程。

科學(xué)文章》lhhamilton等人的：“time-resolvedparallelimagingwithreduceddynamicfieldofview”；magn.reson.med.2011；65:1062–74.《描述了一種命名為“parallelimagingandnoquistintandem”(pinot)的方法，用于心臟mri(cmri)的加速的動(dòng)態(tài)圖像采集。該方法組合了并行成像的space-rip實(shí)現(xiàn)方式與noquist減小的視場(rfov)成像方法，這兩者都使用針對圖像重建的直接反演模型。

在pinot重建中，需要求解如下的線性方程組：

以能夠進(jìn)行圖像重建，其中s0,..,sc-1表示靈敏度圖，ms表示從填充靜態(tài)fov的那些區(qū)域進(jìn)行的傅立葉變換，并且md表示從針對每次時(shí)間定位而被更新那些區(qū)域進(jìn)行的傅立葉變換。在3d心臟mr圖像的情況下，該矩陣組的尺寸變得難以管理并且系統(tǒng)逆變以產(chǎn)生圖像重建是極其cpu密集的。

us2014/0303480描述了一種處理來自在人類患者的身體內(nèi)發(fā)生的動(dòng)態(tài)事件的加速mri掃描的信號(hào)的方法?；颊呓?jīng)受mri檢查，所述檢查包括他的身體的相關(guān)部分。掃描的隨時(shí)間沒有實(shí)質(zhì)的沒有變化的那些體素被識(shí)別并從總體掃描信號(hào)中減去。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法和一種系統(tǒng)，以克服以上提到的局限。

該目的可以通過獨(dú)立權(quán)利要求1和11的特征來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求詳述了本發(fā)明的有利實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，用于生成對象的mr圖像的方法包括以下步驟：

-提供關(guān)于所述對象的移動(dòng)階段中的一個(gè)的第一數(shù)據(jù)集；

-根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)集生成感興趣區(qū)域(roi)的第一圖像；

-識(shí)別所述第一圖像內(nèi)的動(dòng)態(tài)區(qū)域和靜態(tài)區(qū)域，其中，所述區(qū)域在所述時(shí)間段內(nèi)分別主導(dǎo)地是動(dòng)態(tài)的或靜態(tài)的；

-通過屏蔽掉所述動(dòng)態(tài)區(qū)域來編輯所述第一圖像；

-對示出剩余的靜態(tài)區(qū)域的經(jīng)編輯的第一圖像執(zhí)行逆傅立葉變換；

-提供關(guān)于所述對象的移動(dòng)階段中的一個(gè)的第二數(shù)據(jù)集；

-從所述第二數(shù)據(jù)集減去所述剩余的靜態(tài)區(qū)域的所述逆傅立葉變換；

-對經(jīng)減去第二數(shù)據(jù)集執(zhí)行傅立葉變換；并且

-生成相對于所述第一圖像的感興趣區(qū)域的減小的感興趣區(qū)域的第二圖像，所述減小的感興趣區(qū)域包括所述動(dòng)態(tài)區(qū)域。

優(yōu)選地，所述識(shí)別是通過在第一圖像上手動(dòng)地選擇靜態(tài)區(qū)域和動(dòng)態(tài)區(qū)域來執(zhí)行的。例如圍繞心臟的框可能會(huì)被選擇為動(dòng)態(tài)區(qū)域，并且從而框外的區(qū)域?qū)⒈贿x擇為靜態(tài)區(qū)域。

如已經(jīng)提到的，所述移動(dòng)對象在總時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行包括所述多個(gè)移動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)。所提供的第一數(shù)據(jù)集和第二數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)是通過使用mri掃描器進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集而先前采集的。為在步驟(g)中從所述第二數(shù)據(jù)集減去剩余的靜態(tài)區(qū)域的逆傅立葉變換，該傅立葉變換的圖像(在步驟(e)中基于所述第一數(shù)據(jù)集生成)遵從與所述第二數(shù)據(jù)集相同的采樣方案而是欠采樣的。

本發(fā)明的思想是基于提供(之前采集的)移動(dòng)對象在其或多或少是靜態(tài)的環(huán)境中的數(shù)據(jù)，以利用數(shù)據(jù)冗余和高sense加速因子以達(dá)到各向同性分辨率。該方法使用新的途徑來管理重建的問題，3d采集支持上述pinot重建。如在pinot采集中，其可以是有區(qū)別的兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)集。在第一數(shù)據(jù)集中，采集將收集靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息的那些k空間線。在第二數(shù)據(jù)集中，針對對象的每個(gè)移動(dòng)階段(移動(dòng)的相位)采集k空間線的子組，其是基于這樣的思想，根據(jù)完整的數(shù)據(jù)集一些信息可以被恢復(fù)，以便能夠進(jìn)行最終的重建。在該方法中-作為與pinot的差異-沒有必要如在公式(1)中所描述地構(gòu)建整個(gè)矩陣構(gòu)型。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，所有圖像或至少所述第二圖像通過使用sense重建而被生成。在靈敏度編碼(sense)方法中，多個(gè)同時(shí)操作的接收器線圈陣列被用于信號(hào)采集。陣列元件通常是表面線圈，它表現(xiàn)出強(qiáng)烈不均勻的，彼此不同的空間靈敏度。sense方法背后的原理是將線圈靈敏度的影響視為類似于梯度編碼的編碼效果。事實(shí)上，靈敏度效果在數(shù)學(xué)上是很大程度上類似于梯度編碼。然而，相比于梯度概念的主要優(yōu)點(diǎn)在于靈敏度機(jī)制允許利用接收器陣列的多個(gè)不同的靈敏度同時(shí)編碼。因此，用平行靈敏度編碼部分取代順續(xù)梯度開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)掃描時(shí)間上相當(dāng)大的節(jié)省。

靈敏度編碼是基于這樣的事實(shí)：接收器靈敏度通常具有與通過線性場梯度進(jìn)行的傅立葉準(zhǔn)備互補(bǔ)的編碼效果。因此，通過并行地使用多個(gè)接收器線圈，可以可觀地減少傅立葉成像的掃描時(shí)間。根據(jù)靈敏度編碼的數(shù)據(jù)的圖像重建的問題以一般的方式被公式化，并且針對任意的線圈配置和k空間的采樣模式被求解。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，運(yùn)動(dòng)對象為心臟；mr圖像是心臟mr圖像；并且對象的移動(dòng)階段是來自心臟區(qū)域的心臟時(shí)相。在其或多或少地靜態(tài)的環(huán)境中的移動(dòng)的對象是整個(gè)胸部，其具有非角狀的冠狀體積，以利用數(shù)據(jù)冗余和高sense加速因子以達(dá)到單次屏氣中的心臟電影圖像各向同性分辨率。該采集和重建方法允許利用幾分鐘的重建時(shí)間獲得在屏氣持續(xù)時(shí)間內(nèi)的3d各向同性心臟圖像。

要據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例，經(jīng)常分別通過重復(fù)九個(gè)步驟(a-i)中的步驟(f)至(i)以生成至少一個(gè)另外的圖像。這些其他圖像還涉及移動(dòng)的階段(移動(dòng)階段)ph2到phn。

優(yōu)選地，通過使用一個(gè)完整的采樣圖像來生成第一圖像，并且優(yōu)選地通過使用sense重建來生成所述第二圖像(以及所有其他以下圖象)。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，在所述第一數(shù)據(jù)集和所述第二數(shù)據(jù)集中提供的數(shù)據(jù)是通過使用mri掃描單元(mri掃描器)的數(shù)據(jù)采集來生成的。優(yōu)選地，感興趣區(qū)域(roi)是通過mri掃描單元的視場(fov)來確定的。因此，減小的感興趣區(qū)域被稱為減小的視場(rfov)。

優(yōu)選地，多個(gè)接收器線圈被用于所述數(shù)據(jù)采集。優(yōu)選地，經(jīng)編輯的第一圖像分割為多幅圖像，每幅圖像在k空間中域被逆傅立葉變換。針對每個(gè)線圈的經(jīng)傅立葉變換的圖像是遵循與所述第二數(shù)據(jù)集的采樣相同的采樣方案而欠采樣的。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施例，所述多幅圖像中的每幅圖像在執(zhí)行逆傅立葉變換之前用來自接收器線圈中的對應(yīng)的接收器線圈的線圈靈敏度而被加權(quán)。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，用于生成對象的mr圖像的mri系統(tǒng)被建立用于執(zhí)行以下步驟：

-提供關(guān)于對象的移動(dòng)階段中的一個(gè)的第一數(shù)據(jù)集；

-根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)集來生成感興趣區(qū)域的第一圖像；

-識(shí)別所述第一圖像內(nèi)的動(dòng)態(tài)區(qū)域和靜態(tài)區(qū)域，其中，所述區(qū)域在所述時(shí)間段內(nèi)分別主導(dǎo)地是動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的；

-通過屏蔽掉所述動(dòng)態(tài)區(qū)域來編輯所述第一圖像；

-對示出剩余的靜態(tài)區(qū)域的經(jīng)編輯的第一圖像執(zhí)行逆傅立葉變換；

-提供關(guān)于所述對象的移動(dòng)階段中的一個(gè)的第二數(shù)據(jù)集；

-從所述第二數(shù)據(jù)集減去具有剩余的靜態(tài)區(qū)域的經(jīng)編輯的第一圖像的逆傅立葉變換；

-對經(jīng)減去第二數(shù)據(jù)集執(zhí)行傅立葉變換；并且

-生成相對于所述第一圖像的roi減小的感興趣區(qū)域的第二圖像，所述減少的感興趣區(qū)域包括所述動(dòng)態(tài)區(qū)域。

移動(dòng)的對象在一時(shí)間段執(zhí)行包括移動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)，其中，該時(shí)間段是總采集時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述系統(tǒng)被建立用于執(zhí)行上述方法，以生成移動(dòng)的對象(尤其是在胸部中的心臟)在其環(huán)境中的mr圖像。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，所述mri系統(tǒng)包括：(i)用于數(shù)據(jù)記錄的mri掃描單元，其包括多個(gè)同時(shí)操作的接收器線圈的陣列，以及(ii)基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理單元，其用于磁共振成像的圖像采集。步驟(a)到(i)由mri系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元來執(zhí)行。得到步驟(a)和(f)的數(shù)據(jù)采集步驟通過使用mri掃描單元來執(zhí)行。

本發(fā)明各種其它實(shí)施例涉及用于執(zhí)行上述方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特別是通過使用上述mri系統(tǒng)。

附圖說明

參照本文下文中所描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將顯而易見的并將得以闡述。

在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的針對生成心臟mr圖像的顯示的流程的圖形圖示。

具體實(shí)施方式

在以下討論中，參考了心臟作為要被成像的對象。然而，本發(fā)明也適用于其他對象，如其他器官。心臟是僅被選擇為范例。

圖1示出了同時(shí)使用靜態(tài)信息和sense采集的所有的重建步驟的示意表示。該示意表示表示了用于在總時(shí)間段內(nèi)在roi內(nèi)生成具有非成角的冠狀體積的胸部的心臟mr(cmr)的圖像10、20的流程。

所述方法包括以下步驟：

步驟1(s1)：提供來自心臟區(qū)域的(第一)心臟時(shí)相的第一數(shù)據(jù)集；

步驟2(s2)：根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)集來生成roi的第一圖像10；

步驟3(s3)：識(shí)別所述第一圖像10內(nèi)的動(dòng)態(tài)區(qū)域12和靜態(tài)區(qū)域14，其中，這些區(qū)域12、14在所述時(shí)間段內(nèi)分別主導(dǎo)地是動(dòng)態(tài)的或靜態(tài)的(s3)；

步驟4(s4)：通過屏蔽掉所述動(dòng)態(tài)區(qū)域12來編輯所述第一圖像10；

步驟5(s5)：對示出剩余的靜態(tài)區(qū)域14的經(jīng)編輯的第一圖像16執(zhí)行逆傅立葉變換(fft-1)；

步驟6(s6)：提供來自心臟區(qū)域16的關(guān)于(第二)心臟時(shí)相的第二數(shù)據(jù)集；

步驟7(s7)：從所述第二數(shù)據(jù)集減去具有剩余靜態(tài)區(qū)域14的經(jīng)編輯的第一圖像16的逆傅立葉變換(fft^-1)；

步驟8(s8)：對經(jīng)減去第二數(shù)據(jù)集執(zhí)行傅立葉變換(fft)；并且

步驟9(s9)：生成至少包括所述動(dòng)態(tài)區(qū)域12的減小的感興趣區(qū)域(rroi)的第二圖像20。

優(yōu)選地，所述識(shí)別是通過在所述第一圖像上手動(dòng)地選擇靜態(tài)區(qū)域和動(dòng)態(tài)區(qū)域來執(zhí)行的。例如圍繞心臟的框可以被選擇為動(dòng)態(tài)區(qū)域，并且從而框外的區(qū)域?qū)⒈贿x擇為靜態(tài)區(qū)域。

所提供的第一數(shù)據(jù)集和第二數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)采集而先前采集的。以上提到的總時(shí)間段是總的采集時(shí)間。在步驟1(s1)的準(zhǔn)備中，例如，執(zhí)行完整fov單次采集以在偽影上除去折疊。在步驟6(s6)的準(zhǔn)備中，執(zhí)行ky-kz空間的欠采樣采集以針對每個(gè)心臟時(shí)相更新經(jīng)減小的fov(rfov)。術(shù)語全fov對應(yīng)于(完整的)roi和并且術(shù)語rfov對應(yīng)于減小的roi。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在第二數(shù)據(jù)集(rfov)相比于第一數(shù)據(jù)集是欠采樣的情況下，優(yōu)選地還在步驟5與步驟7之間應(yīng)用步驟5a。在步驟5a中，經(jīng)編輯的第一圖像16的逆傅立葉變換(fft^-1)將與在提供(采集)第二數(shù)據(jù)集時(shí)使用的欠采樣相同的方式被欠采樣。因此所述流程包括以下步驟：步驟1(s1)：采集來自心臟區(qū)域的(第一)心臟時(shí)相的第一數(shù)據(jù)集；

步驟2(s2)：根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)集生成roi的第一圖像10；

步驟3(s3)：識(shí)別所述第一圖像10內(nèi)的動(dòng)態(tài)區(qū)域12和靜態(tài)區(qū)域14，其中，這些區(qū)域12、14在所述總時(shí)間段內(nèi)分別主導(dǎo)是動(dòng)態(tài)的或靜態(tài)的(s3)；

步驟4(s4)：通過屏蔽掉所述動(dòng)態(tài)區(qū)域12來編輯所述第一圖像10；

步驟5(s5)：對示出剩余的靜態(tài)區(qū)域14的經(jīng)編輯的第一圖像16執(zhí)行逆傅立葉變換(fft-1)；

步驟5a(s5a)：使用欠采樣策略來對經(jīng)編輯的第一圖像16的逆傅立葉變換(fft-1)進(jìn)行欠采樣，并且由此提供欠采樣的第一數(shù)據(jù)集30。

步驟6(s6)：從心臟區(qū)域采集關(guān)于(第二)心臟時(shí)相的第二數(shù)據(jù)集s6，其中，通過在采集所述第二數(shù)據(jù)集的過程中使用欠采樣策略，所述第二數(shù)據(jù)集與所述第一數(shù)據(jù)集相比是欠采樣的；

步驟7(s7)：從所述第二數(shù)據(jù)集減去欠采樣的第一數(shù)據(jù)集30；

步驟8(s8)：在經(jīng)減去第二數(shù)據(jù)集上執(zhí)行傅立葉變換(fft)；并且

步驟9(s9)：生成至少包括動(dòng)態(tài)區(qū)域12減小的感興趣區(qū)域(rroi)的第二圖像20。

如在pinot采集中，所描繪的流程可以區(qū)分兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)集。在第一數(shù)據(jù)集中，采集將收集靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息的那些k空間線。在第二數(shù)據(jù)集中，針對對象的每個(gè)心臟時(shí)相(心臟時(shí)相)采集k空間線的子組，其是基于這樣的思想，根據(jù)完整的數(shù)據(jù)集一些信息可以被恢復(fù)，以便能夠進(jìn)行最終的重建。在該方法中-作為與pinot的差異-沒有必要如在公式(1)中所描述地構(gòu)建整個(gè)矩陣構(gòu)型。相反，重建被分為三個(gè)不同的階段。

第一階段：在該重建階段，如上所述地使用所述第一數(shù)據(jù)集來針對單個(gè)心臟時(shí)相生成完整圖像10(s2)。該圖像10可以使用常規(guī)的sense重建或全采樣圖像來生成以提高信號(hào)準(zhǔn)確性。

第二階段：在該重建階段，在完整重建的圖像中，先前定義的動(dòng)態(tài)區(qū)域被設(shè)置為0(s4)，從而獲得僅來自沿著所有心臟時(shí)相保持相等的那些靜態(tài)區(qū)域14中的信息。在該重建階段，圖像16根據(jù)每個(gè)線圈的線圈靈敏度加權(quán)并且在k空間域中進(jìn)行逆傅立葉變換(s5)。每個(gè)線圈的傅立葉變換的圖像是欠采樣的，遵循與如上所述第二數(shù)據(jù)集相同的采樣方案(由s5和s7之間的未標(biāo)記的箭頭表示)。最后，從每個(gè)心臟時(shí)相中的經(jīng)更新的k空間行減去從靜態(tài)區(qū)域所生成的k空間線(s7)。

第三階段：在該重建階段，在第二階段中生成的圖像被傅立葉變換到圖像空間(s8)，并使用常規(guī)的sense重建來重建，但是僅取來自減小的fov的信息(s9)。

按照該辦法的sense重建和類noquist重建是非常分離的。sense信息只在第三階段被使用，而類noquist信息僅在重建的第二階段被使用。另外，在重建的第三階段，只是減小的區(qū)域被重建，相比于針對3d情況的傳統(tǒng)的sense重建提高了重建速度。

盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性或示范性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求書，在實(shí)踐請求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)能夠理解并且實(shí)現(xiàn)對所公開的實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。

得到本發(fā)明的工作已根據(jù)撥款協(xié)議號(hào)242038獲得來自europeanunionseventhframeworkprogramme(fp-7-health-2009)的資助。