采集并处理运动的心脏和静止的背景组织，以便提供相应的运动组织投影视图。平均图像是按常规方式重构的，并且利用高度约束的背投方法以及从选定的运动组织投影视图中形成的合成图像来重构运动组织图像。然后，平均图像与运动组织图像组合起来。该方法是在心脏门控ＭＲＩ扫描过程中被揭示的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用髙度约束的背投来重构跳动着的心脏的图像有关申请的交叉参照本申请基于下列两个美国临时专利申请2005年9月22日提交的题为 "HIGHLY CONSTRAINED IMAGE RECONSTRUCTION METHOD"的申请 60/719,445;以及2005年11月21日提交的题为"IMAGE RECONSTRUCTION METHOD FOR CARDIAC GATED MAGNETIC RESONANCE IMAGING"的申 请60/738,444。专利技术背景本专利技术的领域是医疗成像方法和系统。更具体地讲，本专利技术涉及运动的物 体(比如跳动着的心脏)的成像过程。当对运动的物体(比如跳动着的心脏)进行成像时，若用医疗成像系统非 常迅速地采集数据，则可以获得更高质量的图像。例如，使用X射线CT系统 时，X射线源和检测器都在受试者的周围旋转以便采集足够数量的投影视图， 从这些投影视图中可以重构出断层分析图象。这需要时间，通常，在通过采集 更少的投影视图而縮短扫描时间以及用更多的投影视图来提高图像质量这两 者之间有一定的权衡。尽管X射线CT存在该问题，但是在核磁共振成像(MRI)中该问题则更 突出。当诸如人体组织之类的物质受到均匀磁场(极化场Bo)的作用时，该人 体组织中的各个自旋的磁矩试图对准该极化场，但按其特征拉莫尔频率以任意 次序绕它进动。如果该物质或组织受到处于x-y平面中且接近拉莫尔频率的磁 场(激励场B。的作用，则净对准磁矩Mz会发生旋转或"倾斜"到x-y平面 中从而产生净横向磁矩Mt。这些受激励的自旋发出一种信号，并且在激励信号 B,终止之后，可以接收和处理该信号从而形成图像。当采用这些信号来产生图 像时，可以使用磁场梯度(Gx、 Gy和Gz)。通常，通过一系列测量周期对待 成像的区域进行扫描，在这些测量周期中上述这些梯度根据所用的特定局部化方法而变化。通过使用许多公知的重构技术之一，将所得的一组接收到的NMR信号数字化并且对其进行处理以重构图像。用于采集NMR信号并重构图像的最常用方法使用了公知的"傅里叶变换" 成像技术的变体，它常常被称为"自旋-翘曲"。在W.A.Eddstein等人的题为 "Spin-Warp NMR Imaging and Applications to Human Whole-Body Imaging"的 文章中讨论了这种自旋-翘曲技术(详见Physics in Medicine and Biology,巻25， 第751-756页，1980)。它在采集NMR自旋-回波信号之前使用了一种可变振 幅相位编码磁场梯度脉冲从而对该梯度方向上的空间信息进行相位编码。在二 维实现方式(2DFT)中，例如，通过沿一个笛卡尔坐标系方向应用相位编码梯 度(G》，在该方向上对空间信息进行编码，然后，在与该相位编码方向正交的 一方向上存在读出的磁场梯度(GJ的情况下采集一自旋-回波信号。自旋-回波釆 集期间存在的读出梯度对正交方向上的空间信息进行编码。在典型的2DFT脉 冲序列中，在上述扫描期间釆集的"视图"序列中递增相位编码梯度脉冲Gy 的幅值(AGy)，以产生一组NMR数据，从该数据中可以重构出整个图像。为了增大采集图像帧的速率，通过采集更少的相位编码视图，或通过使用 更快的脉冲序列(这本身就导致图像质量更低)，便可能牺牲了图像质量。因 此，在使用自旋-翘曲方法时，在为了实现期望的图像分辨率和质量而采集的视 图的个数以及采集完整图像的NMR数据的速率之间有一种权衡。最近，己使用了一种用于采集NMR图像数据的备选方法，其中没有使用 相位编码梯度。相反，在每一个NMR信号(即"视图")的采集过程中仅应 用了读出梯度，并且通过旋转读出梯度的角度，便采集了一系列不同的视图。 不再像傅立叶成像中那样按直线扫描方式对k空间进行采样，本"投影重构" 方法用 一系列视图对k空间进行采样，这些视图对从k空间的中心向外延伸的 径向线条进行采样。对k空间进行采样所需的视图的个数决定了扫描的长度， 并且如果采集了个数不够多的视图，则在重构出的图像中产生了条纹伪像。因为跳动着的心脏是恒定运动着的，所以在一系列心跳期间心动周期内大 约相同的点或"阶段"处，采集了为重构无伪像图像所需的许多不同的视图。 使用ECG触发信号对图像采集过程进行门控，通常，在心脏触发信号之后选 定的时间间隔处，采集四到八个视图(被称为"图段")。重构出的图像描绘了由选定的延迟时间所决定的特定心跳阶段内的心脏。图2示出了用在MRI和X射线CT中的标准背投方法。通过沿箭头16所 示的投影路径来投影每一个在分布10中的信号样本14并使其穿过FOV 12， 每一个采集到的信号投影分布IO便被背投到视场12上。在将每一个信号样本 14投影到FOV12中的过程中，我们没有任何关于该受试者的先验知识，并且 假定FOV 12中的信号是同类的并且信号样本14应该被均等地分配到投影路径 所穿过的每一个像素中。例如，图2示出了投影路径18，当它穿过在FOV 12 中的N个像素时，它对应于一个信号投影分布10中的单个信号样本14。在这 N个像素之间均等地分割该信号样本14的信号值(P):Sn = (Pxl)/N (1) 其中Sn是在具有N个像素的投影路径中分配给第n个像素的NMR信号值。很显然，FOV 12中的信号是同类的这一假定是不正确的。然而，如本领 域公知的那样，如果对每一个信号分布10进行某些滤波校正，并且以对应数 量的投影角度来采集足够数量的经滤波的分布，则这一错误假定所引起的差错 达到最小并且图像伪像得到抑制。在关于图像重构的典型滤波背投方法中，对 于256X256像素二维图像而言需要400次投影，而对于256X256X256体元三 维图像而言则需要203,000次投影。如果使用上述美国专利6，487，435中所描述 的方法，则这些相同的图像所需的投影视图的个数可能减小到100 (二维)和 2000 (三维)。20多年前，McKinnon禾口 Bates在"Towards Imaging The Beating Heart Usefully With A Conventional CT Scanner"这篇文章(IEEE Transactions on Biomedical Engineering,巻BME-28, No. 2， 二月.1981 )中提出了一种用于减少 为产生让人满意的跳动着的心脏的图像所需的投影视图的个数的方法。这些作 者认识到，当按不同的心跳阶段采集视图时，心脏周围静止的组织始终保持不 变，并且所有采集到的视图都可以被用于重构关于这些静止的组织的高质量图 像。通过将这些更高质量的静止的组织图像与采集到的运动的组织数据组合起来，便可以重构出一图像，其中由静止的组织所导致的条纹伪像可以被除去。 然而，该方法未曾发现有重大的临床应用，因为设计该方法所针对的多源CT 扫描仪当时没有商品化。尽管利用已知方法可以在单次屏住呼吸期间的一个或多个心跳阶段采集 相当好的单片二维图像，但是先前的方法不够快，无法在单次屏住呼吸期间的 每一个心跳阶段内采集三维图像或多个二维片。当处于检査中的受试者(比如 冠状动脉)没有躺在单个二维平本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于产生位于医疗成像系统的视场（ＦＯＶ）中的运动物体的图像的方法，包括如下步骤： ａ）针对一系列图像帧中的每一个，用该医疗成像系统采集关于该物体的一组投影视图； ｂ）从步骤ａ）中采集到的投影视图中，产生相应的运动组织投影视图，这些运动组织投影视图基本上仅描绘了运动的组织； ｃ）从步骤ａ）中采集到的不止一组投影视图中，产生平均图像； ｄ）利用针对所述图像帧而采集到的投影视图所对应的运动组织投影视图，再加上其它所选的运动组织投影视图，来重构用于所述图像帧之一的合成图像； ｅ）通过下列过程来重构用于所述图像帧的运动组织： ｅ）ｉ）背投针对所述图像帧而采集到的投影视图所对应的运动组织投影视图，并且用合成图像中相应的像素的值对被背投到每一个图像像素中的值进行加权；和 ｅ）ｉｉ）对用于每一个图像像素的背投值进行求和；以及 ｆ）将运动组织图像和平均图像组合起来。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：CA米斯特塔，J维利吉纳，O威本，
申请(专利权)人：威斯康星校友研究基金会，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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