具有基于導(dǎo)航器的運動檢測的磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像，尤其涉及使用相異性矩陣歸類對磁共振成像的采集的修改。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像(MRI)數(shù)據(jù)采集期間的患者運動能夠?qū)е聢D像偽影，其危害得到的圖像的診斷品質(zhì)。這是個重要的問題，并且已引起旨在降低患者運動的影響的大量方法。盡管有這些過去的努力，但患者運動在今天仍是個重要問題；部分是由于現(xiàn)代磁共振(MR)掃描器中增大的SNR和快速掃描方法允許以更高的空間分辨率進行成像，這使得實驗對運動更為敏感，部分是由于所提出的方法在常規(guī)臨床應(yīng)用中是不實際的。由于它們需要太過復(fù)雜和/或連接耗時的傳感器，或者由于它們過度地延長了掃描持續(xù)時間，而可能出現(xiàn)這種情況。
[0003]其他常見的限制是對某些解剖結(jié)構(gòu)/成像序列的限制、對圖像對比度的負面影響等。
[0004]在 Trevor Hastie、Robert Tibshiran1、Jerome Friedman 的 “The Elements ofStatistical Learning:Data Mining, Inference, and Predict1n,第二片反(SpringerSeries in Statistics) ”，第14.3章中解釋了聚類分析的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明在獨立權(quán)利要求中提供了一種磁共振成像系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。在從屬權(quán)利要求中給出了實施例。
[0006]如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到的，本發(fā)明的各方面可以被實現(xiàn)為裝置、方法或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各方面可以采取完全硬件實施例、完全軟件實施例(包括固件、常駐軟件、微代碼等)或組合軟件與硬件方面的實施例的形式，其在本文中大體上可以全部被稱作“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，本發(fā)明的各方面可以采取計算機程序產(chǎn)品的形式，其被實現(xiàn)在其上實現(xiàn)有計算機可執(zhí)行代碼的一個或多個計算機可讀介質(zhì)中。
[0007]可以使用一個或多個計算機可讀介質(zhì)的組合。所述計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或計算機可讀存儲介質(zhì)。本文中使用的‘計算機可讀存儲介質(zhì)’涵蓋可以存儲可由計算設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令的任意有形存儲介質(zhì)。所述計算機可讀存儲介質(zhì)可以被稱作計算機可讀非暫時性存儲介質(zhì)。所述計算機可讀存儲介質(zhì)也可以被稱作有形計算機可讀介質(zhì)。在一些實施例中，計算機可讀存儲介質(zhì)也能夠存儲能夠由計算設(shè)備的處理器訪問的數(shù)據(jù)。計算機可讀存儲介質(zhì)的范例包括，但不限于:軟盤、磁性硬盤驅(qū)動、固態(tài)硬盤、閃存、USB拇指驅(qū)動、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、光盤、磁光盤以及處理器的寄存文件。光盤的范例包括壓縮盤(⑶)和數(shù)字多用盤(DVD)，例如⑶-ROM、⑶-RW、⑶-R、DVD-ROM、DVD-Rff或者DVD-R盤。術(shù)語計算機可讀存儲介質(zhì)也指能夠由計算機設(shè)備經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或通信鏈路訪問的各種類型的記錄介質(zhì)。例如，可以在調(diào)制解調(diào)器上、在互聯(lián)網(wǎng)上，或者在局域網(wǎng)上檢索數(shù)據(jù)?？梢允褂萌魏魏线m的介質(zhì)來傳輸被實現(xiàn)在計算機可讀介質(zhì)上的計算機可執(zhí)行代碼，包括但不限于無線、電話線、光纖線纜、RF等等，或前述的任何適當(dāng)組合。
[0008]計算機可讀信號介質(zhì)可以包括具有被實現(xiàn)在其中(例如在基帶中或作為載波的部分)的計算機可執(zhí)行代碼的傳播數(shù)據(jù)信號。這樣的傳播信號可以采取多種形式中的任一種，包括，但不限于電磁、光學(xué)或其任意適當(dāng)組合。計算機可讀信號介質(zhì)可以是任何計算機可讀介質(zhì)，其不是計算機可讀存儲介質(zhì)，并且其能夠通信、傳播或傳輸由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備連接的程序。
[0009]‘計算機存儲器’或‘存儲器’是計算機可讀存儲介質(zhì)的范例。計算機存儲器是可直接訪問處理器的任何存儲器。‘計算機存儲設(shè)備’或‘存儲設(shè)備’是計算機可讀存儲介質(zhì)的另外的范例。計算機存儲設(shè)備是任何非易失性計算機可讀存儲介質(zhì)。在一些實施例中，計算機存儲設(shè)備也可以是計算機存儲器，反之亦然。
[0010]本文中使用的‘處理器’涵蓋能夠執(zhí)行程序或機器可執(zhí)行指令或計算機可執(zhí)行代碼的電子部件。對包括“處理器”的計算設(shè)備的引用應(yīng)被解釋為可能包含多于一個處理器或處理核。例如，所述處理器可以是多核處理器。處理器也可以指在單個計算機系統(tǒng)內(nèi)或被分布在多個計算機系統(tǒng)間的處理器的集合。術(shù)語計算設(shè)備也應(yīng)被解釋為可能指計算設(shè)備的集合或網(wǎng)絡(luò)，每個計算設(shè)備都包括一個或多個處理器。所述計算機可執(zhí)行代碼可以由可以在相同計算設(shè)備內(nèi)的或者可以甚至被分布在多個計算設(shè)備上的多個處理器執(zhí)行。
[0011]計算機可執(zhí)行代碼可以包括能夠令處理器執(zhí)行本發(fā)明的一方面的機器可執(zhí)行指令或程序。用于執(zhí)行本發(fā)明的各方面的操作的計算機可執(zhí)行代碼可以被寫成一種或多種編程語言的任意組合，包括面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，諸如Java、Smalltalk、C++等等，以及常規(guī)程序性編程語言，諸如“C”編程語言或類似的編程語言，并被編譯成機器可執(zhí)行指令。在一些實例中，所述計算機可執(zhí)行代碼可以是高階語言的形式或預(yù)編譯形式，并且與聯(lián)機生成所述機器可執(zhí)行指令的解釋器聯(lián)合使用。
[0012]所述計算機可執(zhí)行代碼可以完全在用戶的計算機上執(zhí)行、部分地在用戶的計算機上執(zhí)行、作為獨立的軟件包執(zhí)行、部分地在用戶的計算機上并且部分地在遠程計算機上執(zhí)行，或者完全在遠程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一種情形中，所述遠程計算機可以通過任何類型的網(wǎng)絡(luò)(包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN))被連接到用戶的計算機，或者可以建立與外部計算機的連接(例如通過使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商的互聯(lián)網(wǎng))。
[0013]本發(fā)明的各方面是參考根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖、圖示和/或框圖來描述的。應(yīng)當(dāng)理解，所述流程圖、圖示和/或框圖中的每個框或部分框都能夠由計算機程序指令(其在適用時以計算機可執(zhí)行代碼的形式)來實施。還要理解的是，在不互相排斥時，可以組合不同流程圖、圖示和/或框圖中的框的組合。這些計算機程序指令可以被提供到通用計算機、專用計算機的處理器，或者其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置，以產(chǎn)生機器，從而經(jīng)由所述計算機的所述處理器或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行的所述指令創(chuàng)建用于實施在所述流程圖和/或框圖(一個或多個)框中指定的功能/動作的模塊。
[0014]這些計算機程序指令也可以被存儲在計算機可讀介質(zhì)中，其能夠指導(dǎo)計算機、其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其他設(shè)備以特定方式起作用，使得被存儲在所述計算機可讀介質(zhì)中的所述指令產(chǎn)生一件制造品，其包括實施在所述流程圖和/或框圖(一個或多個)框中指定的功能/動作的指令。
[0015]所述計算機程序指令也可以被加載到計算機、其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其他設(shè)備上，以實現(xiàn)在所述計算機、其他可編程裝置或其他設(shè)備上執(zhí)行的一系列操作步驟，以產(chǎn)生計算機實施的過程，使得在所述計算機或其他可編程裝置上執(zhí)行的所述指令提供用于實施在所述流程圖和/或框圖(一個或多個)框中指定的功能/動作的過程。
[0016]本文中使用的‘用戶接口’是允許用戶或操作者與計算機或計算機系統(tǒng)交互的接口。‘用戶接口’也可以被稱作‘人機交互設(shè)備’。用戶接口可以向操作者提供信息或數(shù)據(jù)和/或從操作者接收信息或數(shù)據(jù)。用戶接口可以使得來自操作者的輸入能夠被計算機接收到，并且可以向用戶提供來自計算機的輸出。換言之，所述用戶接口可以允許操作者控制或操縱計算機，并且所述接口可以允許所述計算機指示所述操作者的控制或操縱的效果。數(shù)據(jù)或信息在顯示器或圖形用戶界面上的顯示是向操作者提供信息的范例。通過鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、觸摸板、指點桿、繪圖板、操縱桿、手柄、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、耳機、變速桿、方向盤、踏板、有線手套、跳舞毯、遙控器和加速度計都是實現(xiàn)對來自操作者的信息或數(shù)據(jù)的接收的用戶接口部件的范例。
[0017]本文中使用的‘硬件接口’涵蓋使得計算機系統(tǒng)的處理器能夠與外部計算設(shè)備和/或裝置交互、和/或控制外部計算設(shè)備和/或裝置的接口。硬件接口可以允許處理器向外部計算設(shè)備和/或裝置發(fā)送控制信號或指令。硬件接口也可以使得處理器能夠與外部計算設(shè)備和/或裝置交換數(shù)據(jù)。硬件接口的范例包括，但不限于:通用串行總線、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS_232端口、IEEE-488端口、藍牙連接、無線局域網(wǎng)連接、TCP/IP連接、以太網(wǎng)連接、控制電壓接口、MIDI接口、模擬輸入接口以及數(shù)字輸入接口。
[0018]本文中使用的‘顯示器’或‘顯示設(shè)備’涵蓋適用于顯示圖像或數(shù)據(jù)的輸出設(shè)備或用戶接口。顯示器可以輸出視覺、聲音和或觸覺數(shù)據(jù)。顯示器的范例包括，但不限于:計算機監(jiān)視器、電視屏幕、觸摸屏、觸覺電子顯示器、盲文屏幕、陰極射線管(CRT)、存儲管、雙穩(wěn)顯示器、電子紙、矢量顯示器、平板顯示器、真空熒光顯示器(VF)、發(fā)光二極管(LED)顯示器、電致發(fā)光顯示器(ELD)、等離子顯示面板(PDP)、液晶顯示器(IXD)、有機發(fā)光二極管顯示器(OLED)、投影機、以及頭戴式顯示器。
[0019]磁共振(MR)數(shù)據(jù)在本文中被定義為在磁共振成像掃描期間對由磁共振裝置的天線通過原子自旋發(fā)出的射頻信號所記錄的測量結(jié)果。磁共振數(shù)據(jù)是醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的范例。磁共振成像(MRI)圖像在本文中被定義為所述磁共振成像數(shù)據(jù)內(nèi)包含的解剖數(shù)據(jù)的重建二維或三維可視化。該可視化能夠使用計算機來執(zhí)行。磁共振數(shù)據(jù)的部分也可以指“激發(fā)(shot) ”。導(dǎo)航器數(shù)據(jù)是磁共振數(shù)據(jù)的范例，并且通常表示對象的位置或運動狀態(tài)。
[0020]在本發(fā)明的一方面，提供一種用于從成像區(qū)采集磁共振數(shù)據(jù)的磁共振成像系統(tǒng)。所述磁共振成像系統(tǒng)包括用于控制所述磁共振成像系統(tǒng)的處理器。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括存儲器，所述存儲器用于儲存用于由處理器執(zhí)行的機器可執(zhí)行指令。所述機器可執(zhí)行指令的執(zhí)行令所述處理器重復(fù)地控制所述磁共振成像系統(tǒng)以采集所述磁共振數(shù)據(jù)的部分。所述磁共振數(shù)據(jù)中的每個部分都包括導(dǎo)航器數(shù)據(jù)。針對一些磁共振成像協(xié)議，所述數(shù)據(jù)可以是在幾分鐘的時間段內(nèi)采集的。所述磁共振數(shù)據(jù)的所述部分指在完整協(xié)議期間采集的磁共振數(shù)據(jù)的部分。
[0021]本文中使用的導(dǎo)航器數(shù)據(jù)涵蓋指示對象的運動的磁共振數(shù)據(jù)。例如如果對象在內(nèi)部和外部完全靜止，則所述導(dǎo)航器數(shù)據(jù)不應(yīng)改變。然而，如果所述對象正在移動或者內(nèi)部正在移動，則所述導(dǎo)航器數(shù)據(jù)可以用于表示或量化該運動。在一些實施例中，所述導(dǎo)航器數(shù)據(jù)可以是單獨采集的導(dǎo)航器數(shù)據(jù)，其是以與磁共振數(shù)據(jù)的(一個或多個)部分交叉的方式被采集的。所述導(dǎo)航器數(shù)據(jù)也可以是圖像數(shù)據(jù)和/或k空間中的數(shù)據(jù)，其是從所述磁共振數(shù)據(jù)的所述部分提取的。可以使用不同類型的導(dǎo)航器。例如，所述導(dǎo)航器數(shù)據(jù)可以是一維信號或投影，如中心k空間線。F導(dǎo)航器(平行于中心k空間線的k空間線)、O導(dǎo)航器(繞k空間原點的圓)是范例。對較高維度的數(shù)據(jù)的測量結(jié)果(例如小圖像或它們的子集)也可以用作導(dǎo)航器。
[0022]機器可執(zhí)行指令的執(zhí)行還令所述處理器通過從所述磁共振數(shù)據(jù)中的每個部分提取所述導(dǎo)航器數(shù)據(jù)來重復(fù)地創(chuàng)建導(dǎo)航器向量的集合。在對所述導(dǎo)航器數(shù)據(jù)的每次采集之后，構(gòu)建導(dǎo)航器向量，并且之后將導(dǎo)航器向量添加到導(dǎo)航器向量的集合中。
[0023]機器可執(zhí)行指令的