用于识别磁共振图像数据中检查对象的器官结构的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在磁共振图像数据中识别检查对象的器官结构的方法、磁共振设备和计算机程序产品。用于在磁共振图像数据中识别检查对象的器官结构的方法包括以下方法步骤：‑使用指定k空间的采样方案的磁共振序列，通过磁共振设备获取检查对象的器官结构的磁共振测量数据，‑从磁共振测量数据重建磁共振图像数据，‑识别磁共振图像数据中的器官结构，其中所述k空间的采样方案支持随后的在从所述磁共振测量数据重建的磁共振图像数据中的器官结构的识别。

【技术实现步骤摘要】
用于识别磁共振图像数据中检查对象的器官结构的方法
本专利技术涉及一种用于识别磁共振图像数据中检查对象的器官结构的方法，一种磁共振设备和计算机程序产品。
技术介绍
在也被称为磁共振断层造影系统的磁共振设备中，待检查的对象，例如患者、健康志愿者、动物或模体的身体通常借助于主磁体暴露于相对较高的主磁场，例如1.5或3或7特斯拉。另外，借助梯度线圈单元来执行梯度切换过程。然后借助于射频天线单元，通过合适的天线装置发射射频脉冲，例如激励脉冲，这导致由这些射频脉冲以谐振方式激发的某些原子的核自旋与主磁场的磁场线相比，以规定的翻转角倾斜。在核自旋弛豫期间，发射射频信号，即所谓的磁共振信号，通过合适的射频天线接收所述射频信号，然后进行进一步的处理。最后，可以从这样获得的原始数据重建期望的图像数据。因此，对于某个测量，必须发射一个也称为脉冲序列的磁共振序列，该序列由一系列高频脉冲(例如激励脉冲和重聚脉冲)以及在不同的空间方向上以各种梯度轴，与此适当协调地发射的梯度切换过程组成。通过与此合适的定时，设定读出窗口，其规定了感应磁共振信号被捕获的时间段。此外，已知用于识别磁共振图像数据中的器官结构的各种选择，该磁共振图像数据通过由磁共振设备获得的磁共振测量数据重建。在这方面，器官结构可以是被检查对象的整个身体器官或被检查对象的身体器官的一部分。除了手动分割之外，已知各种半自动或自动分割方法来识别磁共振图像数据中的器官结构。无论用于识别器官结构的方法如何，器官结构的识别结果或质量通常取决于磁共振图像数据的图像质量。在这方面，高水平的图像质量通常可以导致对器官结构的鲁棒性的识别。例如，为了规划检查对象或患者的放射治疗，需要在磁共振图像数据中识别器官结构。在放射治疗期间，患者的目标组织，诸如肿瘤，被电离辐射照射。在这方面，外部放射治疗是众所周知的，包括从身体外部对患者身体进行放射治疗。内部放射治疗(也称为近距离放射治疗)同样是众所周知的。给定磁共振图像数据，首先可以定义放射治疗的目标体积，其次定位待保存的周围组织，例如神经组织。作为目标器官，识别的器官结构可以作为定义放射治疗的目标体积的基础。另外，作为风险器官，所识别的器官结构可以作为定义待保存组织的基础。所确定的器官结构也可以被包括在电子密度图的计算中，其作为计划放射治疗的剂量计算的基础。除了计算机断层成像图像数据外，由于磁共振图像数据具有改善的软组织对比度，并且以这种方式能够改善对目标器官和/或风险器官的识别，因此磁共振图像数据实际上越来越频繁地用于放射治疗的规划。此外，过去几年在仅基于磁共振的放射治疗计划(“MR-onlyRTPlanning”，MRORTP)下的发展提供了，针对合适的临床应用，从规划过程中消除计算机断层成像图像数据。通过这种方式，放射治疗规划应当仅基于从患者获得的磁共振图像数据来进行。例如，可以减少必要的患者图片(仅磁共振图片，替代计算机断层成像图片和磁共振图片)的数量和/或避免在CT图像数据和磁共振图像数据之间的可能的配准误差。US2016/0059041A1描述了一种基于MR的方法来监测患者的放射疗法。US2015/0343237A1描述了使用MR数据来确定用于放疗的目标区域。US2016/0086330A1描述了基于4DMRI图像确定肿瘤的周期性移动，以便编制更有效的治疗计划。
技术实现思路
本专利技术的目的在于能够对磁共振图像数据中的被检查对象的器官结构进行改进识别。该目的通过按照本专利技术的方法和设备来实现。描述了有利的实施例。用于在磁共振图像数据中识别被检查对象的器官结构的本专利技术方法包括以下方法步骤：-使用指定k空间的采样方案的磁共振序列，通过磁共振设备采集所检查对象的器官结构的磁共振测量数据，-从磁共振测量数据重建磁共振图像数据，-识别磁共振图像数据中的器官结构，其中k空间的采样方案支持在从磁共振测量数据重建的磁共振图像数据中的器官结构的随后识别。通常通过应用相位编码梯度和频率编码梯度并通过射频线圈记录所产生的磁共振信号来捕获磁共振测量数据。在磁共振测量数据捕获期间读出的磁共振信号通常被存储在k空间中。在这方面，k空间可以被看作是空间频率域。在采集磁共振测量数据期间，k空间通常通过由磁共振频率指定的确定性采样方案来填充。这样，磁共振测量数据通常是只包含在空间频率域中记录的磁共振信号的原始数据。因此，磁共振测量数据通常不能直接供主治医师用于诊断目的。相反，从磁共振测量数据重建磁共振图像数据，该图像数据可以呈现在显示单元上和/或可以提供给主治医师用于建立诊断。在这方面，从磁共振测量数据重建磁共振图像数据尤其包括从存储在k空间中的磁共振信号产生在图像域中存储的磁共振图像。就此而言，磁共振图像数据的重建可以通过本领域技术人员熟悉的方法来实现，例如傅立叶变换。器官结构的识别尤其包括自动、半自动或手动识别磁共振图像数据中的器官结构。器官结构的识别可以包括确定磁共振图像数据的哪个部分属于器官结构。以这种方式，器官结构的识别特别包括为磁共振图像数据中的每个体素定义该体素是否属于器官结构。器官结构的自动或半自动识别可以包括通过分割算法对器官结构进行分割。就这一点而言，分割算法可以采用已知的分割方法，例如主动轮廓分割方法(例如主动snake模型)、水平集分割方法、区域生长分割方法或统计分割方法(例如主动形状模型)。在半自动分割的情况下，用户可以初始化分割，例如通过设置种子点和/或通过设置至少一个地标。用户也可以监视/改变所进行的分割。器官结构的识别还可以包括确定器官结构的轮廓，特别是在规划检查对象的放射治疗的情况下。在这方面，可以在磁共振图像数据的自动图像处理方法的支持下进行轮廓确定。具体而言，所识别的器官结构被传送，也就是说，在诸如显示单元的输出单元上输出和/或存储在数据库中。可选地或另外地，所识别的器官结构可以传递到另外的处理单元，该另外的处理单元可以基于所识别的器官结构对磁共振图像数据进行进一步处理。关于规划被检查对象的放射治疗的情况，识别的器官结构可以作为放射治疗计划的目标器官或风险器官。本文提出的方法尤其是基于将k空间采样方案与后续的器官结构识别协调的方法。以这种方式，磁共振测量数据的采集被优化，使得可以特别简单地或精确地在从磁共振测量数据重建的磁共振图像数据中识别器官结构。磁共振测量数据有利地以这样的方式来实现：器官结构可以在从磁共振测量数据重建的磁共振图像数据中特别简单或精确地被分割和/或确定轮廓。有利的是，k空间的采样方案可以与要识别的器官结构专门协调。为采集磁共振测量数据而使用的磁共振序列因此可以是这样的类型，即它指定了一种采样方案，该采样方案产生特别合适的磁共振测量数据以用于后续的器官结构的识别。可替代地或另外地，可以将这种类型的参数设置为用于磁共振序列的设置，使得采样方案基于参数生成特别合适的磁共振测量数据以用于随后的器官结构的识别。采样方案可以根据在采集磁共振测量数据之前进行的初步测量中采集的磁共振初步测量数据来设置。初步测量可以例如以定位片测量或自动对准测量的形式实现。有利地，磁共振初步测量数据已经包括来自被检查对象的器官结构的测量数据。以特别有利的方式，器官结构的识别可以包括识别磁共振图像数据中的器官结构的外轮廓。就此而言，器官结构的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在磁共振图像数据中识别检查对象的器官结构的方法，包括以下方法步骤：‑通过磁共振设备，使用指定k空间的采样方式的磁共振序列，采集检查对象的器官结构的磁共振测量数据，‑从磁共振测量数据重建磁共振图像数据，以及‑在磁共振图像数据中识别器官结构，其中所述k空间的采样方案支持随后对从所述磁共振测量数据重建的所述磁共振图像数据中的所述器官结构的识别。

【技术特征摘要】
2016.12.06 US 15/370,0621.一种用于在磁共振图像数据中识别检查对象的器官结构的方法，包括以下方法步骤：-通过磁共振设备，使用指定k空间的采样方式的磁共振序列，采集检查对象的器官结构的磁共振测量数据，-从磁共振测量数据重建磁共振图像数据，以及-在磁共振图像数据中识别器官结构，其中所述k空间的采样方案支持随后对从所述磁共振测量数据重建的所述磁共振图像数据中的所述器官结构的识别。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述k空间的采样方案支持所述器官结构的后续识别，使得所述k空间的采样方案在所述k空间的外部区域中提供比在k空间的中心区域中更高的采样密度。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述k空间的采样方案仅在外部区域中提供对k空间的采样。4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中所述k空间的采样方案提供了所述k空间的螺旋或径向采样，其中在所述外部区域中具有比在所述中心区域中更高的采样密度。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，在所述外部区域中比在所述中心区域中的更高采样密度，导致对所述器官结构的外轮廓在所述重建的磁共振图像数据中的强调，其中，器官结构的识别通过使用磁共振图像数据中的器官结构的强调的外轮廓来实现。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于训练磁共振图像数据来确定所述k空间的采样方案，其中已经从除了检查对象以外的至少一个对象获得所述训练磁共振图像数据，和至少一个对象的器官结构已经存在并且在训练磁共振图像数据中被识别。7.根据权利要求6所述的方法，其中基于所述训练磁共振图像数据确定所述k空间的采样方案包括基于在所述训练磁共振图像数...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ埃米斯，A亨格勒，R施耐德，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE