基于快速图像采集的运动跟踪制造技术

本发明专利技术涉及一种用于执行多次MRI扫描的磁共振成像系统(100)，所述多次MRI扫描用于根据各自的预定义扫描几何结构来采集来自患者(118)的目标体积的磁共振数据。所述MRI系统(100)执行第一校准扫描，以根据第一扫描几何结构采集来自所述目标体积的第一图像数据，其中，所述第一校准扫描包括在各自的第一交叉切片中执行的第一组二维扫描，其中，所述第一组二维扫描包括两次二维扫描，并且，第二校准扫描包括在各自的第二交叉切片中执行的第二组二维扫描，以根据第二扫描几何结构来采集第二图像数据。第二图像数据被寄存至第二图像数据，以确定由患者的移动导致的目标体积的偏移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于快速图像采集的运动跟踪
本申请涉及磁共振成像，具体而言涉及基于快速图像采集的运动跟踪。
技术介绍
MRI检查期间的运动能够严重影响图像质量。在典型的检查中，执行多次扫描。这些扫描的几何结构是基于调查扫描(surveyscan)规划的，调查扫描为执行的第一扫描中的一个。如果患者在调查扫描的采集后移动，则在检查的后续部分中，扫描的位置不同于规划的位置。这可能由于运动伪影或所成像的错误解剖结构而导致差的图像质量。因此，由于需要重复扫描，延长了检查的总体时间。T.Nielsen等人在Proc.ISMRM的第2472页(2012)公开了一种用于在神经检查中的刚性扫描间运动补偿的方法。具有低分辨率的一组三个正交切片用于确定并跟踪头部位置。紧随调查之后采集跟踪器，其用作整个检查的位置参考，之后在开始检查的每次扫描之前，另一跟踪器被采集并使用刚性配准被配准到参考跟踪器的切片。如果配准确定了位移或旋转，则相应地校正扫描几何结构并在新的几何结构中采集另一跟踪器。重复该过程直到其收敛。最终，参考与当前头部位置之间的几何结构变换被应用以校正随后诊断扫描的扫描几何结构。
技术实现思路
本专利技术的实施例可以提供一种用于执行多次MRI扫描的方法、一种磁共振成像系统以及一种计算机程序产品。如本领域技术人员将认识到的，本专利技术的各方面可以被实现为装置、方法或计算机程序。因此，本专利技术的各方面可以采取整体硬件实施例、整体软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合了在本文中可以被统称为“电路”、“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施例的形式。此外，本专利技术的各方面可以采取在一个或多个计算机可读介质(其具有实现在其上的计算机可执行代码)上实现的计算机程序产品的形式。参考根据本专利技术的方法、装置(系统)以及计算机程序产品的流程图、图示和/或框图来描述本专利技术的各方面。应理解，流程图、图示和/或框图中的每个框或部分框当可应用时能够由计算机可执行代码形式的计算机程序指令实施。还应理解，当不互相排除时，可以组合不同流程图、图示和/或框图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或生产机器的其他可编程数据处理装置的处理器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/操作的单元。可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。如本文中使用的“计算机可读存储介质”涵盖可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的任何有形存储介质。计算机可读存储介质可以指代计算机可读非暂态存储介质。计算机可读存储介质也可以指代有形计算机存储介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也可以能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括，但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字通用盘(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质也可以指代能够由计算机设备经由网络或通信链路访问的多种类型的记录介质。例如，可以通过调制解调器、因特网或局域网来检索数据。可以使用任何介质来传输在计算机可读介质上实现的计算机可执行代码，所述介质包括但不限于：无线、有线、光纤线缆、RF等，或这些的任何适当组合。计算机可读信号介质可以包括具有实现在其中的计算机可执行代码的传播数据信号，例如在基带中或作为载波的部分。这样的传播信号可以采取多种形式中的任何形式，包括但不限于，电磁形式、光学形式或其任何适当组合。计算机可读信号介质可以是非计算机可读存储介质并且能够通信、传播或运输由指令执行系统、装置或设备使用或与执行系统、装置或设备结合使用的程序的任何计算机可读介质。“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是可直接访问到处理器的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另一范例。计算机存储设备是任何非易失计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备还可以是计算机存储器，反之亦然。如本文中使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”也可以被称为“人类接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据，和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以实现由计算机接收来自操作者的输入，并且可以将来自计算机的输出提供给用户。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。数据或信息在显示器或图形用户接口上的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触控板、指示杆、图形输入板、操纵杆、游戏键盘、网络摄像机、耳机、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、跳舞板、遥控器以及加速度计的数据接收均为能够从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。如本文中使用的“硬件接口”涵盖能够实现计算机系统的处理器与外部计算设备和/或装置交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口还可以使处理器与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于：通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。如本文中使用的“处理器”涵盖能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。包括“处理器”的计算设备的引述应被解读为能够包含超过一个处理器或处理核。例如，处理器可以是多核处理器。处理器还可以指处于单个计算机系统内的或者分布于多个计算机系统当中的处理器的集合。术语计算设备还应被解读为能够指每者均包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。许多程序具有其由多个处理器执行的指令，这些处理器可以处于相同计算设备内，或甚至可以跨越多个计算设备分布。在一个方面中，本专利技术涉及用于执行多次MRI扫描的磁共振成像系统，所述多次MRI扫描用于根据各自的预定义扫描几何结构来采集来自患者的目标体积的磁共振数据，其中，扫描几何结构指代描述所述目标体积的位置信息。例如，位置信息包括目标体积的(3D中的)中心位置、取向和尺寸。所述MRI系统可以在与所述目标体积的位置和取向对应的扫描几何结构中采集MR数据。位置和取向可以是相对于坐标系(诸如基于患者的坐标系)定义的。位置可以指代目标体积相对于坐标系(诸如基于患者的坐标系)的原点。取向可以是目标体积的矢状取向、冠状取向、轴向取向或倾斜取向。可以针对目标体积的相同位置定义一个或多个扫描几何结构。切片以及目标体积位置和取向是在公共坐标系中定义的。所述多次MRI扫描可以在MRI检查期间执行并且可以在相同的MRI检查期间的其他MRI扫描之前或之后。可以执行所述多次MRI扫描用于诊断目的。所述磁共振成像系统包括用于存储机器可执行指令的存储器和用于控制所述磁共振成像系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于执行多次MRI扫描的磁共振成像系统(100)，所述多次MRI扫描用于根据各自的预定义扫描几何结构来采集来自患者(118)的目标体积的磁共振数据，其中，扫描几何结构指代描述所述目标体积的位置信息，其中，所述磁共振成像系统(100)包括用于存储机器可执行指令的存储器(138)和用于控制所述磁共振成像系统(100)的处理器(130)，其中，所述机器可执行指令的执行令所述处理器：a.控制所述MRI系统(100)以执行第一校准扫描，以根据第一扫描几何结构来采集来自所述目标体积的第一图像数据，其中，所述第一校准扫描包括在各自的第一交叉切片中执行的第一组二维扫描，其中，所述第一组二维扫描包括至少两次二维扫描；b.控制所述MRI系统(100)以执行第二校准扫描，以根据第二扫描几何结构来采集第二图像数据，所述第二校准扫描包括在各自的第二交叉切片中执行的第二组二维扫描；c.通过将所述第二图像数据相对于所述第一图像数据配准来生成几何结构变换数据；d.使用所述几何结构变换数据来确定由所述患者的移动导致的所述目标体积的偏移；所述偏移是由所述患者沿轴的平移移动导致的；e.根据几何变换数据来更新所述预定义扫描几何结构和所述第二扫描几何结构中的每个f.重复步骤b到e，直到满足终止标准；g.控制所述MRI系统(100)以执行所述多次MRI扫描中的至少一次MRI扫描以根据各自的经更新的预定义扫描几何结构来采集图像数据；并且h.重复步骤b到g以执行所述多次MRI扫描，并且其中，所述终止标准包括：所述偏移低于预定的第一阈值，确定平行于所述轴的所述切片为第二组交叉切片中的切片，并且所述第一阈值为平移距离允许的最大值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.27 EP 12181828.0;2012.08.27 US 61/693,4081.一种用于执行多次MRI扫描的磁共振成像系统(100)，所述多次MRI扫描用于根据各自的预定义扫描几何结构来采集来自患者(118)的目标体积的磁共振数据，其中，扫描几何结构指代描述所述目标体积的位置信息，其中，所述磁共振成像系统(100)包括用于存储机器可执行指令的存储器和用于控制所述磁共振成像系统(100)的处理器(130)，其中，所述机器可执行指令的执行令所述处理器：a.控制所述MRI系统(100)以执行第一校准扫描，以根据第一扫描几何结构来采集来自所述目标体积的第一图像数据，其中，所述第一校准扫描包括在第一组交叉切片中执行的第一组二维扫描，其中，所述第一组二维扫描包括至少两次二维扫描；b.控制所述MRI系统(100)以执行第二校准扫描，以根据第二扫描几何结构来采集第二图像数据，所述第二校准扫描包括在第二组交叉切片中执行的第二组二维扫描；c.通过将所述第二图像数据相对于所述第一图像数据配准来生成几何结构变换数据；d.使用所述几何结构变换数据来确定由所述患者的移动导致的所述目标体积的偏移；所述偏移是由所述患者沿轴的平移移动导致的；e.根据几何结构变换数据来更新所述预定义扫描几何结构和所述第二扫描几何结构中的每个f.重复步骤b到e，直到所述偏移低于平移距离允许的最大值，其中，在步骤b到e的第一重复之后，所述第二组二维扫描包括N2个二维扫描，其中，0＜N2≤N1，并且N1是在所述第一校准扫描中执行的所述第一组二维扫描中的二维扫描的数量，其中，所述第二组交叉切片中的所述切片中的一个是平行于所述患者的平移移动的发生所沿的轴的切片；g.控制所述MRI系统(100)以执行所述多次MRI扫描中的至少一次MRI扫描以根据各自的经更新的预定义扫描几何结构来采集图像数据；并且h.重复步骤b到g以执行所述多次MRI扫描。2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，在所述偏移是由组合了沿第一轴的平移与绕第二轴的旋转移动的患者移动导致的情况下，确定平行于所述第一轴且垂直于所述第二轴的所述切片作为所述第二组交叉切片的切片，直到所述偏移低于预定的第一阈值，其中，所述第一阈值包括平移距离允许的最大值和旋转角度允许的最大值。3.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，所述步骤d还包括基于所述几何结构变换数据来确定所述第二组二维扫描的切片的步骤。4.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，对所述步骤b到e的所述重复在所述至少一次MRI扫描期间发生。5.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，对所述步骤b到e的所述重复在一次或多次迭代中被执行，其中，在第一迭代中的所述第二组交叉切片包括至少两个交叉切片。6.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，所述机器可执行指令的所述执行还令所述处理器(130)控制所述MRI...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·尼尔森，P·博尔纳特，J·塞内加，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL