使用预学习的空域子空间生成三维动态图像制造技术

公开了一种在被摄体上进行实时磁共振(MR)成像的方法。向被摄体施加预备脉冲序列以获得高质量的特殊子空间，并且从k空间训练数据直接线性映射到子空间坐标。然后向被摄体施加实时脉冲序列。在实时脉冲序列期间，使用快速矩阵乘法步骤在k空间训练读出的单个实例(例如，单个k空间线或轨迹)上构建可以以高时间速率获得的实时图像。间速率获得的实时图像。间速率获得的实时图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用预学习的空域子空间生成三维动态图像
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年5月4日提交的第63/019,791号美国临时专利申请的优先权和权益，其全文通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及生物医学成像和分析。更具体地，本公开涉及使用预学习的空域子空间(pre
‑
learned spatial subspace)的MRI图像生成。

技术介绍

[0004]实时磁共振(real
‑
time magnetic resonance，MR)成像在监测基于MR的治疗和处理中非常重要。然而，生成具有足够时间分辨率的实时图像以跟踪这些治疗和处理可能是困难的。由于涉及的复杂性，这些实时图像的生成会非常缓慢。因此，存在对于能够更有效和快速地构建实时MR图像的新系统和方法的需求。

技术实现思路

[0005]根据本公开的各方面，一种对被摄体进行磁共振(MR)成像的方法包括：向所述被摄体的感兴趣区域施加第一脉冲序列；响应于向所述对象施加所述第一脉冲序列，获得初始k空间数据D1；根据所述初始k空间数据D1构建空间因子U
x
和时间因子Φ；确定将所述初始k空间数据D1映射到所述时间因子Φ的变换T以至所述初始k空间数据D1；向所述对象施加第二脉冲序列；在时间t处获得实时k空间数据D2；以及构建实时图像A，其中，A＝U
x
TD2，实时图像A示出了在时间t处所述被摄体的所述感兴趣区域。
[0006]根据本公开的各方面，一种对被摄体进行磁共振(MR)成像的系统包括磁体，其能够操作以提供磁场；发射器，其能够操作以发射至所述磁场内的区域；接收器，其能够操作以接收来自具有所述磁场的所述区域的磁共振信号；以及一个以上处理器，其能够操作以控制所述发射器和所述接收机，所述一个以上处理器构造为使得执行以下方法：向所述被摄体的感兴趣区域施加第一脉冲序列；响应于向所述对象施加所述第一脉冲序列，获得初始k空间数据D1；和根据所述初始k空间数据D1构建空间因子U
x
和时间因子Φ；确定将所述初始k空间数据D1映射到所述时间因子Φ的变换T；向所述对象施加第二脉冲序列；在时间t处获得实时k空间数据D2；以及构建实时图像A，其中，A＝U
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TD2，实时图像A示出了在时间t处所述被摄体的所述感兴趣区域。
[0007]根据本公开的各方面，一种非暂时性机器可读介质，其上存储有用于对被摄体者进行磁共振(MR)成像的指令，当由至少一个处理器执行所述指令时，使得以下方法被执行：向所述被摄体的感兴趣区域施加第一脉冲序列；响应于向所述对象施加所述第一脉冲序列，获得初始k空间数据D1；根据所述初始k空间数据D1构建空间因子U
x
和时间因子Φ；确定将所述初始k空间数据D1映射到所述时间因子Φ的变换T；向所述对象施加第二脉冲序列；在时间t处获得实时k空间数据D2；以及构建实时图像A，其中，A＝U
x
TD2，实时图像A示出了在
时间t处所述被摄体的所述感兴趣区域。
[0008]根据本公开的各方面，一种对被摄体进行磁共振(MR)成像的方法，所述方法包括：获得所述被摄体的一组图像；根据所述被摄体的所述一组图像构建空间因子U
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和时间因子Φ；确定将k空间数据映射到所述时间因子Φ的变换T，所述k空间数据对应于所述一组图像；向所述对象施加脉冲序列；在时间t处获得实时k空间数据D；以及构建实时图像A，其中，A＝U
x
TD，实时图像A示出了在时间t处所述被摄体的所述感兴趣区域。
[0009]根据本公开的各方面，一种对被摄体进行磁共振(MR)成像的系统包括：磁体，其能够操作以提供磁场；发射器，其能够操作以发射至所述磁场内的区域；接收器，其能够操作以接收来自具有所述磁场的所述区域的磁共振信号；以及一个以上处理器，其能够操作以控制所述发射器和所述接收器，所述一个以上处理器构造为使得执行以下方法：获得所述被摄体的一组图像；根据所述被摄体的所述一组图像构造空间因子U
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和时间因子Φ；确定将k空间数据映射到所述时间因子Φ的变换T，所述k空间数据对应于所述一组图像；向所述对象施加脉冲序列；在时间t处获得实时k空间数据D；以及构建实时图像A，其中，A＝U
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TD，实时图像A示出了在时间t处所述被摄体的所述感兴趣区域。
[0010]根据本公开的各方面，一种非暂时性机器可读介质，其上存储有对被摄体进行磁共振(MR)成像的指令，当由至少一个处理器执行所述指令时，使得执行以下方法：获得所述被摄体的一组图像；根据所述被摄体的所述一组图像构建空间因子U
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和时间因子Φ；确定将k空间数据映射到所述时间因子Φ的变换T，所述k空间数据对应于所述一组图像；向所述对象施加脉冲序列；在时间t处获得实时k空间数据D；以及构建实时图像A，其中，A＝U
x
TD，实时图像A示出了在时间t处所述被摄体的所述感兴趣区域。
[0011]对于本领域普通技术人员来说，鉴于参照接下来提供了简短说明的附图进行的对各种实施方案和/或实施方式的详细说明，本公开的前述和附加的各方面以及实施方式将是显而易见的。
附图说明
[0012]在阅读以下详细说明并参照附图后，本公开的前述和其他优点将变得显而易见。
[0013]图1示出了根据本公开的方面的构建为由时间基函数加权的空间基函数的线性组合的图像；
[0014]图2示出了根据本公开的方面的对被摄体进行磁共振成像的方法；
[0015]图3示出了根据本公开的方面的与图2的方法一起使用的示例性k空间采样模式；
[0016]图4A示出了根据本公开的方面的与图2的方法一起使用的示例性脉冲序列；
[0017]图4B示出了根据本公开的方面的使用图4A的示例性脉冲序列获得的训练数据和成像数据的k空间表示；
[0018]图5A示出了根据本公开的方面的对比度变化的在呼气结束处的参考腹部图像(顶部和正面)与对比度变化的、T1加权的、T2加权的以及质子密度(proton density，PD)加权的在呼气结束处的实时腹部图像(顶部和正面)之间的第一比较；
[0019]图5B示出了根据本公开的方面的对比度变化的在吸气结束处的参考腹部图像(顶部和正面)与对比度变化的、T1加权的、T2加权的以及质子密度(PD)加权的在吸气结束处的实时腹部图像(顶部和正面)之间的第一比较；
[0020]图6A示出了根据本公开的方面的对比度变化的在呼气结束处的参考腹部图像(顶部和正面)与对比度变化的、T1加权的、T2加权的以及质子密度(PD)加权的在呼气结束处的实时腹部图像(顶部和正面)之间的第二比较；
[0021]图6B示出了根据本公开的方面的对比度变化的在吸气结束处的参考腹部图像(顶部和正面)与对比度变化的、T1加权的、T2加权的以及质子密度(PD)加权的在吸气结束处的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对被摄体进行磁共振(MR)成像的方法，所述方法包括：向所述被摄体的感兴趣区域施加第一脉冲序列；响应于向所述对象施加所述第一脉冲序列，获得初始k空间数据D1；根据所述初始k空间数据D1构建空间因子U
x
和时间因子Φ；确定将所述初始k空间数据D1映射到所述时间因子Φ的变换T；向所述对象施加第二脉冲序列；在时间t处获得实时k空间数据D2；以及构建实时图像A，其中，A＝U
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TD2，所述实时图像A示出了在时间t处所述被摄体的所述感兴趣区域。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始k空间数据D1包括训练数据和成像数据。3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据所述训练数据构造所述时间因子Φ。4.根据权利要求3所述的方法，其中，仅根据所述训练数据构造所述时间因子Φ。5.根据权利要求2所述的方法，其中，根据所述成像数据构造所述空间因子U
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。6.根据权利要求5所述的方法，其中，仅根据所述成像数据构造所述空间因子U
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。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述实时k空间数据D2仅包括实时训练数据，使得仅根据所述实时训练数据构建所述图像。8.根据权利要求1所述的方法，所述实时k空间数据D2是单k空间线或轨迹。9.根据权利要求1所述的方法，其中，使用快速矩阵乘法步骤来计算所述图像A。10.根据权利要求1所述的方法，其中，T是线性变换。11.根据权利要求1所述的方法，其中，以约50毫秒的时间分辨率获得所述图像A。12.根据权利要求1所述的方法，其中，在约4毫秒的时间段内获得所述实时k空间数据D2。13.根据权利要求12所述的方法，其中，在约40毫秒的时间段内根据所述实时k空间数据D2构建所述图像A。14.根据权利要求12所述的方法，还包括：比较所述初始k空间数据D1和所述实时k空间数据D2；基于所述比较，检测整体运动位移；以及至少部分地基于检测到的所述整体运动位移来更新所述空间因子U
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。15.根据权利要求14所述的方法，其中，在构建所述实时图像A之前更新所述空间因子U
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。16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述检测整体运动位移为约1毫米。17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列形成星堆叠采集方案、笛卡尔采集方案、三维(3D)径向采集方案、螺旋采集方案、螺旋堆叠采集方案、回声平面采集方案或它们的任意组合。18.一种对被摄体进行磁共振(MR)成像的系统，包括：磁体，其能够操作以提供磁场；发射器，其能够操作以发射至所述磁场内的区域；接收器，其能够操作以接收来自具有所述磁场的所述区域的磁共振信号；以及一个以上处理器，其能够操作以控制所述发射器和所述接收器，所述一个以上处理器
构造为使得以下方法被执行：向所述被摄体的感兴趣区域施加第一脉冲序列；响应于向所述对象施加所述第一脉冲序列，获得初始k空间数据D1；和根据所述初始k空间数据D1构造空间因子U
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和时间因子Φ；确定将所述时间因子Φ映射至所述初始k空间数...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼，
申请(专利权)人：西达赛奈医疗中心，
类型：发明
国别省市：