磁共振体积成像制造技术

可以从磁共振成像系统(MRI)获取在患者运动期间与患者解剖结构的一部分有关的参考数据，以形成患者运动库。在关注时间期间，获取可能与参考数据有关的跟踪数据。在关注时间期间且与获取跟踪数据近似同时地获取部分体积数据。可以由所获取的部分体积数据和所获取的跟踪数据构建表示特定运动状态的患者解剖结构的体积图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁共振体积成像相关申请的交叉引用本申请要求2016年6月22日提交且标题为“MAGNETICRESONANCEVOLUMETRICIMAGING”的美国临时申请No.62/353530的优先权和权益，此处以引用的方式将该申请的内容全文并入。
这里描述的主题涉及用于磁共振数据获取和图像重建的系统、方法以及计算机程序。
技术介绍
用磁共振成像系统进行的患者的三维或体积成像可以为患者诊断和治疗提供有价值的信息。该成像还可以对具有描绘患者组织随着时间的过去的运动的体积图像序列的益处有价值。这种成像在领域中可以被称为4DMRI、电影MRI或有时被称为实时MRI。
技术实现思路
在一个方面中，从磁共振成像系统(MRI)获取在患者运动期间与患者解剖结构的一部分有关的参考数据，以形成患者运动库。在关注时间期间，获取能够与参考数据有关的跟踪数据。在关注时间期间且与获取跟踪数据近似同时地获取部分体积数据。可以由所获取的部分体积数据和所获取的跟踪数据构建表示特定运动状态的患者解剖结构的体积图像。在一些变体中，可以可选地以任意可行的组合包括以下特征中的一个或多个。参考数据可以是穿过患者解剖结构的一部分的集成投影。集成投影可以基于患者解剖结构与MRI系统之间的角度变换为平面k空间数据。跟踪数据可以与能够用于重建患者解剖结构的对应于跟踪数据与参考数据的最近匹配的部分的放射k空间数据的子集对应。跟踪数据和部分体积数据可以以直接序列获取。获取跟踪数据可以包括在沿着k空间中的单个放射线获取跟踪数据的情况下代替在先前获取的放射k空间数据中的对应放射线。参考数据、跟踪数据以及部分体积数据可以是k空间数据或平面图像数据。部分体积数据可以与跟踪数据相关。跟踪数据可以通过以下方式来与参考数据有关，包括：通过数字内插、外推或平移使参考数据变形，以改善描述使跟踪数据与参考数据有关的质量的拟合优度度量。变形还可以基于从跟踪数据测量的患者运动的速度。部分体积数据可以根据k空间区域的预定义序列来获取或者可以与来自尚未被获取的预定义序列的k空间区域对应。部分体积数据可以是与患者解剖结构的部分中的平面对应的平面数据。部分体积数据可以紧接在跟踪数据的获取之后获取。而且，跟踪数据和部分体积数据的获取可以是连续的且在获取跟踪数据与部分体积数据之间交替。跟踪数据或部分体积数据的至少一些可以被添加到患者运动库。跟踪数据可以是平面k空间数据或三维k空间数据。可以构建并组合体积图像，以生成时间分辨体积图像序列。体积图像的构建可以包括将患者运动库分区(partition)成运动状态，每个运动状态对应于患者运动的一部分。而且，通过找到跟踪数据与参考数据之间的最近匹配来确定与跟踪数据对应的运动状态。基于所确定的运动状态，可以将在多个运动状态中的一个期间获取的部分体积数据添加到与运动状态中的所述一个对应的体积数据集，所构建的体积图像包括部分体积数据的完全集。可以至少基于跟踪数据向患者施予放射治疗。而且，关注时间可以在向患者施予放射治疗期间。关注时间可以在诊断观察时段期间。参考数据的获取可以在向患者施予放射治疗之前发生。参考数据的获取可以在向患者施予放射治疗之后发生。在相互关联的方面中，可以在患者治疗期间获取来自与患者交叉的至少一个平面的跟踪数据和患者的关注体积的部分体积数据。在一些变体中，可以可选地以任意可行的组合包括以下特征中的一个或多个。跟踪数据和部分体积数据可以以交替方式获取。跟踪数据可以是与至少一个平面对应的2D放射k空间数据。可以基于将跟踪数据与描述展示若干运动的患者的区域的参考数据进行比较来识别患者的运动相位。当前主题的实施方案可以包括但不限于与这里提供的描述一致的方法以及物品，这些物品包括有形地实现的机器可读介质，该介质可操作为使得一个或多个机器(例如，计算机等)引起实施所述特征中的一个或多个的操作。类似地，还描述计算机系统，这些计算机系统可以包括一个或多个处理器以及耦合到一个或多个处理器的一个或多个存储器。可以包括计算机可读存储介质的存储器可以包括、编码、存储一个或多个程序或对一个或多个程序进行其他动作，该一个或多个程序使得一个或多个处理器执行这里描述的操作中的一个或多个。与当前主题的一个或多个实施方案一致的计算机实施的方法可以由存在于单个计算系统或多个计算系统中的一个或多个数据处理器来实施。这种多个计算系统可以连接，并且可以经由一个或多个连接(包括但不限于通过网络(例如，因特网、无线广域网、局域网、广域网、有线网络等)进行的连接、经由多个计算系统中的一个或多个之间的直接连接)交换数据和/或命令或其他指令。附图和以下描述中阐述了这里描述的主题的一个或多个变体的细节。这里描述的主题的其他特征和优点将从描述和附图且从权利要求明显。虽然为了例示性目的关于用于由部分MRI图像数据生成体积图像的系统描述了当前公开主题的特定特征，但应容易地理解，这种特征不旨在限制。本公开之后的权利要求旨在限定所保护主题的范围。附图说明被包含在本说明书中且构成本说明书一部分的附图示出了这里公开的主题的某些方面，并且连同描述一起帮助说明与所公开实施方案关联的一些原理。在附图中：图1是例示了由成像平面交叉的患者和关注的体积的图；图2是例示了用于获取参考数据、部分体积数据以及跟踪数据的序列的示例的图；图3是例示了平面k空间数据和平面图像的图；图4是例示了将参考数据聚类成运动状态的示例的图；图5是例示了用于从跟踪数据和参考数据确定患者运动状态的示例性构思的图；图6是例示了组合部分体积数据集以形成更完全的体积数据集的方式的示例的图；图7是例示了时间分辨体积图像序列的构建的示例性方式的图；图8是例示了用于构建患者解剖结构的体积图像的方法的示例的过程流程图；以及图9是例示了与本公开的特定实施方案一致的连同放射治疗使用的磁共振成像系统的示例的图。在实践中，类似的附图标记表示类似的结构、特征或元件。具体实施方式图1是例示了由成像平面110交叉且包括关注的体积120的患者100的图。磁共振成像(MRI)可以提供患者100的导航器(1D)、平面(2D)或体积(3D)图像。可以在关注时间内(例如，在患者治疗期间)获取关注的体积120中的患者解剖结构(器官、肿瘤等)的三维图像，并且可以组合这些图像，以生成示出患者解剖结构的运动(例如，运动可以作为心跳、消化过程、呼吸等的结果而发生)的时间分辨体积图像序列。理想地，患者解剖结构的实时体积成像将在特定关注时间期间(例如，在MRI辅助的诊断期间或在患者治疗期间)生成并显示。另选地，根据本公开的一个实施方案，可以在关注时间期间获取部分数据，并且在之后重建体积图像。假定患者100在关注时间期间运动，则所获取的部分体积数据可以对应于患者100的不同位置(或运动状态)。为了帮助将所获取部分体积数据分类成运动状态，可以与部分体积数据的获取近似同时地获取患者100的单个平面区域的图像，以提供有价值的跟踪数据。然后可以将平面图像与记载患者运动(例如，躺在治疗床上，正常呼吸)的患者100的平面图像的库进行比较。根据比较，可以识别患者运动的特定状态。然后可以组合与同一运动状态对应的部分体积数据集的获取，以在该运动状态期间提供对于关注的体积的完全(或大致完全)体积数据集。可以通过根据由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储指令的非暂态机器可读介质，所述指令在由形成计算系统的至少一部分的至少一个处理器执行时引起操作，所述操作包括：从磁共振成像系统(MRI)获取在患者运动期间与患者解剖结构的一部分有关的参考数据，以形成患者运动库；在关注时间期间，获取能够与所述参考数据有关的跟踪数据；在所述关注时间期间且与获取所述跟踪数据近似同时地获取部分体积数据；以及由所获取的部分体积数据和所获取的跟踪数据构建表示特定运动状态的患者解剖结构的体积图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.22 US 62/353,5301.一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储指令的非暂态机器可读介质，所述指令在由形成计算系统的至少一部分的至少一个处理器执行时引起操作，所述操作包括：从磁共振成像系统(MRI)获取在患者运动期间与患者解剖结构的一部分有关的参考数据，以形成患者运动库；在关注时间期间，获取能够与所述参考数据有关的跟踪数据；在所述关注时间期间且与获取所述跟踪数据近似同时地获取部分体积数据；以及由所获取的部分体积数据和所获取的跟踪数据构建表示特定运动状态的患者解剖结构的体积图像。2.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，构建并组合多个体积图像，以生成时间分辨体积图像序列。3.根据权利要求1所述的计算机程序产品，还包括将所述跟踪数据或所述部分体积数据的至少一些添加到所述患者运动库。4.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述跟踪数据是平面k空间数据。5.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述跟踪数据是三维k空间数据。6.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述跟踪数据和所述部分体积数据以直接序列获取。7.根据权利要求1所述的计算机程序产品，还包括至少基于所述跟踪数据向患者施予放射治疗。8.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述部分体积数据根据k空间区域的预定义序列来获取，并且其中，所述部分体积数据与来自尚未被获取的所述预定义序列的k空间区域对应。9.根据权利要求1所述的计算机程序产品，所述构建包括：将所述患者运动库分区成多个运动状态，所述运动状态中的每一个对应于患者运动的一部分；通过找到所述跟踪数据与所述参考数据之间的最近匹配来确定与所述跟踪数据对应的所述运动状态；以及基于所确定的运动状态将在所述多个运动状态中的一个期间获取的部分体积数据添加到与所述多个运动状态中的所述一个对应的体积数据集，所构建的体积图像包括部分体积数据的完全集。10.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述参考数据是穿过所述患者解剖结构的所述一部分的集成投影。11.根据权利要求10所述的计算机程序产品，还包括基于所述患者解剖结构与所述MRI系统之间的角度将所述集成投影变换为平面k空间数据。12.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述部分体积数据是与所述患者解剖结构的所述一部分中的多个平面对应的多个平面数据。13.根据权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述跟踪数据与放射k空间数据的子集对应，该放射k空间数据的子集能够用于重建所述患者解剖结构的与所述跟踪数据和所述参考数据的最近匹配对应的部分。14.根据权利要求1所述的计算机程序产品，获取所述跟踪数据还包括在沿着k空间中的单个放射线获取所述跟踪数据的情况下代替在先前获取的放射k空间数据中的对应放射线。15.根据权利要求1所述的计算机程序产品，使所述跟踪数据与所述参考数据有关包括通过数字内插、外推或平移使所述参考数据变形，以改善描述使所述跟踪数据与所述参考数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·卡瓦利科夫，G·盖尔加诺弗，詹姆士·F·登普西，
申请(专利权)人：优瑞技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US