專(zhuān)利名稱(chēng)：用于計(jì)劃磁共振成像的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)。其特別用于心臟磁共振成像中，并且在這里將特別參考該應(yīng)用進(jìn)行描述。然而，其也可以用于例如腦成像的其它類(lèi)型的磁共振成像中，以及其它成像形式中。
磁共振成像的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能在任意空間取向采集圖像切片。相反，例如計(jì)算機(jī)斷層攝影的其它成像形式通常配置成在固定坐標(biāo)系中采集數(shù)據(jù)，例如軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)，并且不容易調(diào)整成適合于在其它坐標(biāo)系中采集成像數(shù)據(jù)。從這種圖像中提取除了軸向、矢向、或者冠狀切片的切片需要額外的圖像處理，通常包括沿傾斜平面對(duì)重建體素進(jìn)行插值，計(jì)算量大并且可能產(chǎn)生圖像偽影。
對(duì)于心臟成像的情況，通常有利的是，采集橫穿從心尖延伸到瓣膜平面的心臟長(zhǎng)軸的那些圖像切片，或者采集橫穿心臟短軸的那些圖像切片。對(duì)于在水平孔掃描器中俯臥的患者的典型情況，心臟的主軸顯著向軸向傾斜。其它感興趣的器官，例如腦，也可能有與常規(guī)軸向、矢狀、以及冠狀解剖平面不相應(yīng)的固有解剖學(xué)幾何結(jié)構(gòu)。
在計(jì)劃診斷磁共振成像會(huì)話時(shí)，通常對(duì)心臟或者其它感興趣器官執(zhí)行多個(gè)所謂“偵察”掃描。用于準(zhǔn)備心臟掃描的一個(gè)通常過(guò)程中，在軸向、矢狀、以及冠狀方向中的每一個(gè)上采集包括10-20個(gè)軸向切片的第一偵察掃描。偵察掃描的這些切片稀疏地分布在期望感興趣區(qū)域上，切片之間有間隙。放射科醫(yī)師在該稀疏偵察掃描中識(shí)別心臟長(zhǎng)軸的投影；然而，由于數(shù)據(jù)集是稀疏的，對(duì)應(yīng)于低分辨率圖像，所識(shí)別的投影可能是近似的。對(duì)準(zhǔn)所識(shí)別的心臟長(zhǎng)軸，采集第二稀疏偵察掃描。所采集的該第二稀疏偵察掃描用于識(shí)別瓣膜平面。可以采集第三稀疏偵察掃描以識(shí)別心臟的短軸。
現(xiàn)有的用于極化診斷心臟磁共振成像的方法具有某些缺點(diǎn)。多個(gè)偵察掃描的采集耗費(fèi)時(shí)間并且將患者暴露在磁場(chǎng)梯度和射頻激發(fā)之中。同樣，也要求放射科醫(yī)師就長(zhǎng)軸的取向或者其它解剖學(xué)取向軸做出多次決定。
已經(jīng)為自動(dòng)化掃描前計(jì)劃付出了一些努力。在一種方式中，使用自動(dòng)算法在偵察圖像中確定長(zhǎng)軸或者其它解剖軸。這種自動(dòng)化把放射科醫(yī)師從人工進(jìn)行這類(lèi)選擇中解放出來(lái)，但也引入了其它問(wèn)題。由自動(dòng)過(guò)程識(shí)別的解剖學(xué)對(duì)準(zhǔn)可能不是最佳的。結(jié)果，放射科醫(yī)師必須或者采集額外的稀疏掃描圖像以檢查該對(duì)準(zhǔn)，并且如果需要，要人工“微調(diào)”該解剖學(xué)對(duì)準(zhǔn)；或者在該可能不是最佳的解剖學(xué)坐標(biāo)中進(jìn)行診斷成像。此外，每當(dāng)自動(dòng)過(guò)程需要具有新的或者更新的取向的偵察圖像，該自動(dòng)過(guò)程就被額外的數(shù)據(jù)采集打斷。
可以應(yīng)用更高分辨率的偵察圖像以增加軸選擇的精確性并減少優(yōu)化迭代的次數(shù)。然而，這種更高分辨率的偵察圖像花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)采集并將成像對(duì)象暴露在更高水平的磁場(chǎng)梯度和射頻激發(fā)中。由此涉及在偵察圖像分辨率和迭代次數(shù)之間的折中。
本發(fā)明預(yù)期一種解決上述的和其它限制的改進(jìn)的設(shè)備和方法。
根據(jù)一個(gè)方面，提供磁共振成像方法。采集具有低分辨率的稀疏偵察圖像。將該稀疏偵察圖像重新格式化以產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)具有不同坐標(biāo)系的重新格式化圖像。根據(jù)該稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像確定診斷成像的坐標(biāo)系。用相對(duì)于診斷成像坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)的空間編碼磁場(chǎng)梯度采集一個(gè)或者多個(gè)診斷圖像。
根據(jù)另一個(gè)方面，公開(kāi)一種診斷成像系統(tǒng)。磁共振成像掃描器采集圖像。重新格式化處理器接收稀疏偵察圖像并在不同坐標(biāo)系中構(gòu)建與該偵察圖像相對(duì)應(yīng)的重新格式化圖像。圖形用戶(hù)界面向相關(guān)用戶(hù)顯示采集的那些圖像和重新格式化的那些圖像。診斷成像處理器執(zhí)行包括下述內(nèi)容的方法使磁共振成像掃描器在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中采集感興趣的器官的基礎(chǔ)稀疏偵察圖像；使重新格式化處理器重新格式化該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像以在不同于標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系中產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像；用該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像確定對(duì)準(zhǔn)感興趣器官的診斷成像坐標(biāo)系；以及使磁共振成像掃描器在該診斷成像坐標(biāo)系中采集該感興趣器官的一個(gè)或者多個(gè)診斷圖像。
根據(jù)再一個(gè)方面，公開(kāi)一種診斷成像系統(tǒng)。提供使磁共振成像掃描器在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中采集感興趣器官的基礎(chǔ)稀疏偵察圖像的軟件算法或者程序。提供重新格式化該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像從而在不同于該標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系中產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像的軟件算法或者程序。提供使用該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像確定與該感興趣器官對(duì)準(zhǔn)的診斷成像坐標(biāo)系的軟件算法或者程序。提供向相關(guān)用戶(hù)顯示采集的圖像和重新格式化圖像的圖形用戶(hù)界面。提供使該磁共振成像掃描器在該診斷成像坐標(biāo)系中采集該感興趣器官的一個(gè)或者多個(gè)診斷圖像的軟件算法或者程序。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于更快速的計(jì)劃診斷成像過(guò)程。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在磁共振成像設(shè)備中由此增加對(duì)患者的處理量。
再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于更精確地計(jì)劃診斷成像。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在開(kāi)始診斷成像會(huì)話之前提供最終掃描取向的預(yù)覽。
在閱讀了下列優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明以后，許多額外的優(yōu)點(diǎn)和好處將顯示給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。
本發(fā)明可以以各種組件和組件的排列，以及以各種處理操作和處理操作的排列來(lái)具體實(shí)現(xiàn)。附圖僅是出于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。


圖1示意性示出具有診斷成像計(jì)劃編制系統(tǒng)的磁共振成像系統(tǒng)。
圖2示意性示出由圖1中診斷成像計(jì)劃編制系統(tǒng)執(zhí)行的人工計(jì)劃編制過(guò)程的示例。
圖3示意性示出由圖1中診斷成像計(jì)劃編制系統(tǒng)執(zhí)行的自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程的示例。
圖4示意性示出計(jì)劃編制更新過(guò)程的示例，其由圖1中診斷成像計(jì)劃編制系統(tǒng)執(zhí)行，用于校正或更新由圖3中自動(dòng)過(guò)程確定的診斷成象坐標(biāo)系。
參考附圖1，磁共振成像掃描器10包括外殼12，其限定了通常為圓柱形的掃描器孔14，在該掃描器孔中布置有相關(guān)的成像對(duì)象16。主磁場(chǎng)線圈20布置在外殼12中，并產(chǎn)生不隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)B0，其通常沿圖1中標(biāo)明為z-方向的方向，該方向大體上平行于掃描器孔14的中心軸。
外殼12也容納或者支撐磁場(chǎng)梯度發(fā)生結(jié)構(gòu)，如磁場(chǎng)梯度線圈30，該線圈用于選擇性地產(chǎn)生平行于該z-方向的、橫穿該z-方向的、或者沿其它選定方向的磁場(chǎng)梯度。外殼12進(jìn)一步容納或者支撐用于選擇性激發(fā)磁共振的射頻身體線圈32。特別是，射頻體線圈32產(chǎn)生橫穿不隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)B0的射頻B1磁場(chǎng)。該射頻磁場(chǎng)B1在Larmor頻率產(chǎn)生以激發(fā)核磁共振。在示出的實(shí)施方式中，線圈32是全身鳥(niǎo)籠線圈；然而，也可以使用局部線圈、全身TEM線圈、或者其它射頻線圈以在目標(biāo)16中激發(fā)磁共振。外殼12通常包括在鳥(niǎo)籠線圈32內(nèi)限定掃描器孔14的裝飾性?xún)?nèi)襯36。
在成像過(guò)程中，主磁場(chǎng)線圈20在孔14中產(chǎn)生平行于z-方向的不隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)B0。磁共振成像控制器40操作磁場(chǎng)梯度控制器42以選擇性地激勵(lì)磁場(chǎng)梯度線圈30，并操作耦合到射頻線圈32的射頻發(fā)射器44以選擇性地激勵(lì)射頻線圈32。通過(guò)選擇性地操作磁場(chǎng)梯度線圈30和射頻線圈32，磁共振至少在成像對(duì)象16的部分感興趣產(chǎn)生并被空間編碼。通過(guò)經(jīng)由梯度線圈30施加選定磁場(chǎng)梯度，在采集磁共振信號(hào)的過(guò)程中橫穿選定的k-空間軌跡，例如Cartesian軌跡、多個(gè)放射狀軌跡、或者螺旋軌跡。
射頻線圈32還耦合到射頻接收器46以接收磁共振信號(hào)?？蛇x擇的，提供單獨(dú)的射頻接收線圈或者線圈陣列，例如表面線圈或者線圈陣列。接收器46采集存儲(chǔ)在磁共振數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器50中的磁共振采樣數(shù)據(jù)。重建處理器52將磁共振數(shù)據(jù)重建成一個(gè)或者多個(gè)重建圖像。對(duì)于k-空間采樣數(shù)據(jù)的情況，可以使用基于Fourier變換的重建算法。也可以根據(jù)磁共振成像數(shù)據(jù)的格式使用其它重建算法，例如基于基于濾波反投影的重建。
所描述的磁共振成像掃描器10是一個(gè)例子。這里描述的診斷圖像計(jì)劃編制方法和設(shè)備，以及它們的等價(jià)物，基本上可以用于任何類(lèi)型的磁共振成像掃描器，包括垂直磁體掃描器、開(kāi)放式磁體掃描器、短孔掃描器、等等。
由重建處理器52產(chǎn)生的重建圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中。在執(zhí)行診斷成像之前，在包括感興趣的器官(例如心臟、腦、或者其它感興趣的器官)的感興趣區(qū)域采集具有低分辨率的稀疏偵察圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，稀疏偵察圖像的切片是1-3毫米厚，而隔開(kāi)1厘米的間隔。稀疏偵察圖像存儲(chǔ)在偵察圖像存儲(chǔ)器56中，并用于為隨后的診斷成像確定掃描幾何配置和掃描參數(shù)。隨后，采集診斷成像數(shù)據(jù)并由重建處理器52將其重建成一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)在診斷圖像存儲(chǔ)器58中的診斷圖像。
診斷成像處理器60控制整個(gè)診斷成像會(huì)話。在診斷成像會(huì)話過(guò)程中的各種時(shí)間，由診斷成像處理器60從偵察圖像存儲(chǔ)器56或者從診斷圖像存儲(chǔ)器58取回選定圖像并將其傳送到圖形用戶(hù)界面62(GUI)以顯示給放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)。所述圖像也可以通過(guò)局域內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或者Internet傳送、觀察、存儲(chǔ)、操作、等等。圖形用戶(hù)界面62包括顯示圖像和其它信息的圖形顯示器64，和一個(gè)或者多個(gè)用戶(hù)輸入裝置，例如鍵盤(pán)66、鼠標(biāo)或者其它指示裝置(沒(méi)有示出)，等等。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，放射科醫(yī)師、技師或者其它用戶(hù)能使用鍵盤(pán)66、指示裝置等等進(jìn)行例如在圖像中選擇標(biāo)志的某些輸入，以在顯示器64顯示的圖像中標(biāo)明位置。然而，顯示器64也可以包括與放射科醫(yī)師、技師或者其它用戶(hù)交互的非圖形內(nèi)容，例如用數(shù)字輸入?yún)^(qū)、文本消息、數(shù)字表示器，等等。
現(xiàn)在更詳細(xì)地描述診斷成像計(jì)劃編制過(guò)程的優(yōu)選實(shí)施方式。計(jì)劃編制是使用由磁共振成像掃描器10采集的并存儲(chǔ)在偵察圖像存儲(chǔ)器56中的稀疏偵察圖像執(zhí)行的。偵察圖像是稀疏的，因?yàn)槠涫堑头直媛蕡D像。例如，典型的稀疏偵察圖像包括大約5-20個(gè)軸向切片，5-20個(gè)矢狀切片，和5-20個(gè)冠狀切片。應(yīng)該理解，這種稀疏圖像的分辨率通常不足以執(zhí)行圖像旋轉(zhuǎn)。但是，優(yōu)選整個(gè)計(jì)劃編制使用單個(gè)稀疏偵察圖像執(zhí)行。
為了操作單個(gè)稀疏偵察圖像以提供沿不同于傳統(tǒng)軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系的幾何體系的視圖，重新格式化處理器70重新格式化該稀疏偵察圖像以產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)具有不同坐標(biāo)系的重新格式化圖像。這些重新格式化圖像存儲(chǔ)在重新格式化圖像存儲(chǔ)器72中。這些重新格式化圖像源自于該單個(gè)采集稀疏偵察圖像；它們不是分別采集的圖像。
使用重新格式化來(lái)確定診斷成像坐標(biāo)系，其優(yōu)選地是與感興趣器官相關(guān)的在解剖學(xué)上有意義的坐標(biāo)系。例如，在心臟成像中，重新格式化用于確定與心臟長(zhǎng)和/或短主軸對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系。該解剖學(xué)上有意義的診斷成像坐標(biāo)系由放射科醫(yī)師、技師或者其他用戶(hù)通過(guò)圖形用戶(hù)界面62在稀疏偵察圖像中和重新格式化圖像中選擇標(biāo)志人工地選擇。這些標(biāo)志可以表示解剖學(xué)上的點(diǎn)、主解剖軸、角部分、平移偏移、心臟瓣膜平面或者其它解剖學(xué)特征，等等。在某些情況下，標(biāo)志可以源自于一個(gè)或者多個(gè)用戶(hù)選擇。例如，軸或者所成角度標(biāo)志可以通過(guò)選擇位于該軸上的兩個(gè)或者更多個(gè)點(diǎn)標(biāo)志來(lái)識(shí)別。類(lèi)似的，平面標(biāo)志可以通過(guò)選擇位于該平面中的三個(gè)或者更多非線性的點(diǎn)來(lái)識(shí)別，或者通過(guò)選擇位于該平面中的兩個(gè)不重合的線來(lái)識(shí)別。代替人工確定對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)，自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)處理器76優(yōu)選地通過(guò)自動(dòng)分析該稀疏偵察圖像和一個(gè)或多個(gè)重新格式化圖像來(lái)確定該解剖學(xué)上有意義的診斷成像坐標(biāo)系。
已經(jīng)描述了該診斷成像計(jì)劃編制系統(tǒng)的組件，現(xiàn)在繼續(xù)參考圖1并進(jìn)一步參考附圖2和3描述心臟計(jì)劃編制過(guò)程的特定實(shí)例。
繼續(xù)參考圖1并進(jìn)一步參考附圖2，描述人工計(jì)劃編制過(guò)程80。在采集處理操作82，由磁共振成像掃描器10采集稀疏偵察圖像并將其存儲(chǔ)在偵察圖像存儲(chǔ)器56中。例如，偵察圖像可以包括15個(gè)軸向切片，10個(gè)矢狀切片，和10個(gè)冠狀切片。任選地，除了使用軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系以外，初始稀疏偵察掃描可以具有基于典型患者中感興趣軸取向的先驗(yàn)知識(shí)的傾斜標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。由該稀疏偵察圖像成像的體積選擇成至少包圍心臟的預(yù)期位置。在顯示處理操作84中，采集的稀疏偵察圖像顯示在圖形用戶(hù)界面62上。成像的心臟肌肉通常并不很好地與采集該稀疏偵察圖像時(shí)使用的常規(guī)軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)。例如，心臟的長(zhǎng)軸經(jīng)常顯著地從軸向方向成角度地偏移。
因此，診斷成像有利地在通常不同于軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系的解剖學(xué)上有意義的診斷成像坐標(biāo)系中執(zhí)行。例如，可以在切片橫穿心臟的長(zhǎng)軸或者橫穿心臟的短軸的情況下來(lái)執(zhí)行成像。
為了識(shí)別用于診斷成像的所需解剖學(xué)上有意義的坐標(biāo)系，在用戶(hù)輸入處理操作86中，放射科醫(yī)師、技師或者其他相關(guān)用戶(hù)在圖形用戶(hù)界面62上顯示的稀疏偵察圖像中識(shí)別一個(gè)或者多個(gè)解剖學(xué)上有意義的標(biāo)志。例如，識(shí)別位于心臟長(zhǎng)軸上的標(biāo)志。為了計(jì)劃心臟成像會(huì)話，標(biāo)志典型地選擇成識(shí)別成像心臟的所成角度和中心偏移。例如，在心臟成像的一個(gè)典型方式中，標(biāo)志選擇成識(shí)別長(zhǎng)軸相對(duì)于軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系所成的角度。識(shí)別的角度定義了不同于軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系的更新的坐標(biāo)系。在重新格式化處理操作88中，調(diào)用重新格式化處理器70以在更新的坐標(biāo)系中重新格式化該稀疏偵察圖像，并且在顯示處理操作90中在圖形用戶(hù)界面62上顯示該重新格式化圖像。
重新格式化處理器70通過(guò)在更新的坐標(biāo)系中定義一組體素位置，并通過(guò)對(duì)該稀疏偵察圖像的相鄰體素執(zhí)行距離加權(quán)的插值計(jì)算每個(gè)體素位置的體素值，來(lái)執(zhí)行重新格式化。重新格式化圖像不是新采集的圖像，而是原始稀疏偵察圖像的重新格式化版本。
在決定處理操作92，對(duì)是否已經(jīng)充分識(shí)別出解剖學(xué)上有意義的診斷成像坐標(biāo)系做出決定。典型地，心臟成像的計(jì)劃編制包括三個(gè)獨(dú)特的標(biāo)志選擇，以唯一地識(shí)別心臟的長(zhǎng)軸和短軸。因此，在迭代處理操作94中(在圖2中表示為反饋流向)，圖形用戶(hù)界面62允許放射科醫(yī)師、技師或者其他相關(guān)用戶(hù)在輸入過(guò)程操作86中選擇第二組一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)志(這次在重新格式化圖像中)，以進(jìn)一步指定唯一的解剖學(xué)上有意義的坐標(biāo)系。在重新格式化處理操作88的第二迭代中由重新格式化處理器70計(jì)算第二重新格式化圖像，該第二重新格式化圖像使用進(jìn)一步改進(jìn)的坐標(biāo)系，并且在顯示處理操作90的第二次迭代中在圖形用戶(hù)界面62上顯示該第二重新格式化圖像?？蛇x擇執(zhí)行第三次迭代以定義心臟短軸視圖。由此確定最終的解剖學(xué)上有意義的診斷成像坐標(biāo)系96。
有利地，使用在采集處理操作82中采集的單個(gè)稀疏偵察圖像執(zhí)行整個(gè)計(jì)劃編制過(guò)程80。計(jì)劃編制過(guò)程中使用的感興趣的器官的隨后視圖通過(guò)使用重新格式化處理器70對(duì)該單個(gè)稀疏偵察圖像進(jìn)行圖像處理得出。由于該稀疏偵察圖像是低分辨率的，重新格式化通常不能包括簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)操作。從而，通過(guò)在更新的坐標(biāo)系中定義一組體素位置，并通過(guò)對(duì)該稀疏偵察圖像的相鄰體素執(zhí)行距離加權(quán)的插值來(lái)計(jì)算每個(gè)體素位置的體素值，來(lái)執(zhí)行重新格式化。
盡管優(yōu)選地是僅應(yīng)用單個(gè)稀疏偵察圖像，在某些實(shí)施方式中用戶(hù)界面模仿現(xiàn)有的應(yīng)用多個(gè)采集的稀疏偵察圖像的計(jì)劃編制用戶(hù)界面。計(jì)劃編制過(guò)程80通過(guò)用重新格式化圖像取代在現(xiàn)有計(jì)劃編制中使用的隨后的稀疏偵察圖像采集而與這種現(xiàn)有用戶(hù)界面兼容。在這種實(shí)施方式中，有利的是，放射科醫(yī)師、技師或者其他相關(guān)用戶(hù)不需要學(xué)習(xí)新的用戶(hù)界面。
除了為診斷成像識(shí)別解剖學(xué)上有意義的坐標(biāo)以外，重新格式化圖像還可以用于確定其它掃描參數(shù)。例如，重新格式化圖像可以用于定義在其上執(zhí)行有源勻場(chǎng)化(shimming)的勻場(chǎng)體積。
通過(guò)繼續(xù)參考附圖1并進(jìn)一步參考附圖3，描述一種自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100。與人工計(jì)劃編制相似，在處理操作82中采集單個(gè)稀疏偵察圖像。代替使用軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系，初始稀疏偵察掃描可以選擇具有基于典型患者中感興趣軸的取向的先驗(yàn)知識(shí)的傾斜標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。然而，代替由放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)進(jìn)行的標(biāo)志選擇，在自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100中在處理操作104由對(duì)準(zhǔn)處理器76自動(dòng)計(jì)算一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)志。
在具有特定坐標(biāo)系的心臟圖像中計(jì)算標(biāo)志的自動(dòng)過(guò)程已經(jīng)被本領(lǐng)域所公知。因此，例如，在具有傳統(tǒng)軸向-矢狀-冠狀坐標(biāo)系的圖像中識(shí)別長(zhǎng)軸的成角和中心校正，以及進(jìn)一步用隨后視圖改進(jìn)坐標(biāo)系的自動(dòng)過(guò)程已經(jīng)公知。相似的自動(dòng)標(biāo)志計(jì)算也已經(jīng)公知或者可以很容易地發(fā)展成用于對(duì)準(zhǔn)其它感興趣的器官。處理操作104可以使用這種自動(dòng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)，以執(zhí)行標(biāo)志計(jì)算處理操作104。
代替象以前那樣使用與在處理操作104識(shí)別的所述標(biāo)志或者那些標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系采集新圖像，在自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100中，具有與所述標(biāo)志或者那些標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系的圖像在重新格式化處理操作106中由重新格式化處理器70算術(shù)地導(dǎo)出。重新格式化圖像優(yōu)選地存儲(chǔ)在重新格式化圖像存儲(chǔ)器72中。與人工過(guò)程80相似，在決定處理操作110，做出解剖學(xué)上有意義的診斷成像坐標(biāo)系是否已經(jīng)充分識(shí)別的決定。典型地，需要兩或三次迭代以完全定義該解剖學(xué)上有意義的坐標(biāo)系。由此，在迭代處理操作112(在圖3中由反饋流向表示)，該過(guò)程為坐標(biāo)系的每次改進(jìn)重復(fù)自動(dòng)標(biāo)志識(shí)別104和圖像重新格式化106。迭代后的最終重新格式化圖像應(yīng)當(dāng)與解剖學(xué)上有意義的診斷成像坐標(biāo)相符合。
然而，有時(shí)自動(dòng)計(jì)劃編制產(chǎn)生的診斷成像坐標(biāo)并不能很好地與感興趣的器官對(duì)準(zhǔn)。為了解決這種可能性，在顯示處理操作116中，將每個(gè)中間步驟的最終重新格式化圖像都顯示在圖形用戶(hù)界面62上。在人工決定處理操作120中，放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)在心臟的實(shí)施例中判斷，是否適當(dāng)選擇了長(zhǎng)軸，是否適當(dāng)識(shí)別了瓣膜平面，等等。根據(jù)中間坐標(biāo)的選擇是否可以接受，用戶(hù)判斷是否接受該自動(dòng)確定的坐標(biāo)系。如果接受，那么該自動(dòng)確定的坐標(biāo)系就用作診斷成像系統(tǒng)坐標(biāo)系96。
然而，如果在決定處理操作120，放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)判定該自動(dòng)確定的坐標(biāo)需要改進(jìn)，那么自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100向更新過(guò)程130傳送控制。在自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100中，每個(gè)計(jì)算的標(biāo)志或者標(biāo)志組都被用于構(gòu)建與該標(biāo)志或者那些標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)的中間重新格式化圖像。因此，確定標(biāo)志的有序集合，例如主軸的有序集合，其中該排序與這些標(biāo)志輸入或者確定的順序相一致。在自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程中構(gòu)建的重新格式化圖像的相應(yīng)集合優(yōu)選地存儲(chǔ)在重新格式化圖像存儲(chǔ)器72中。從而，放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)能夠訪問(wèn)和觀察這些中間重新格式化圖像和得到的自動(dòng)確定的診斷坐標(biāo)系，并且能夠在自動(dòng)程序中的任意點(diǎn)促成校正動(dòng)作。
通過(guò)繼續(xù)參考附圖1和進(jìn)一步參考附圖4，校正或者更新程序130以放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)選擇例如主軸、所成角度、中心偏移等等的標(biāo)志開(kāi)始，以在輸入處理操作132中校正和更新。該選擇使用圖形用戶(hù)界面62適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行，例如，通過(guò)從顯示處理操作116中顯示的重新格式化圖像中選擇有問(wèn)題的中間重新格式化圖像(參見(jiàn)圖3)。在其中識(shí)別出所選擇的有問(wèn)題標(biāo)志的相應(yīng)重新格式化圖像從重新格式化圖像存儲(chǔ)器72中重新調(diào)用并在顯示處理操作134中顯示在圖形用戶(hù)界面62上。在輸入處理操作136，由放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)經(jīng)由圖形用戶(hù)界面62識(shí)別更新的一個(gè)標(biāo)志值或者多個(gè)標(biāo)志值。在處理操作138中，使用在排序上先于所選標(biāo)志的那些標(biāo)志和所選標(biāo)志的更新值，執(zhí)行人工計(jì)劃編制80(圖2中示出)或者自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100(圖3中示出)。
作為實(shí)施例，自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100可以執(zhí)行心臟計(jì)劃編制過(guò)程，其包括識(shí)別下列標(biāo)志的有序集合(i)心臟的長(zhǎng)軸；(ii)心臟的瓣膜平面；以及(iii)心臟的短軸。也就是，在第一次迭代中，在稀疏偵察圖像中識(shí)別心臟的長(zhǎng)軸并且與確定的長(zhǎng)軸對(duì)準(zhǔn)地構(gòu)建第一重新格式化圖像；在第二次迭代中，在該第一重新格式化圖像中識(shí)別瓣膜平面并且與該長(zhǎng)軸和該瓣膜平面對(duì)準(zhǔn)地構(gòu)建第二重新格式化圖像；在第三次迭代中，識(shí)別心臟的短軸并且與該長(zhǎng)軸和短軸以及瓣膜平面對(duì)準(zhǔn)地構(gòu)建第三重新格式化圖像。在顯示處理操作116中，向放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)顯示中間的和最終的重新格式化圖像。在決定120，由于例如自動(dòng)過(guò)程100可能沒(méi)有很好地選擇識(shí)別的瓣膜平面，用戶(hù)可以判定一次或者多次迭代地人工執(zhí)行更新過(guò)程130。
在更新過(guò)程130，經(jīng)由處理操作132、134、136選擇更新的瓣膜平面。在處理操作138，自動(dòng)過(guò)程100使用該更新的瓣膜平面標(biāo)志重復(fù)第二重新格式化圖像的構(gòu)建和整個(gè)第三次迭代，在該第三迭代中確定排序第三的標(biāo)志，即短軸。在顯示處理操作116中顯示這些更新的圖像以供復(fù)查。代替重復(fù)自動(dòng)過(guò)程100，處理操作138可將控制傳送到人工過(guò)程80，從而放射科醫(yī)師、技師、或者其他相關(guān)用戶(hù)能夠人工確定短軸的更新值。
返回參考圖3，使用在采集處理操作82采集的單個(gè)稀疏偵察圖像執(zhí)行整個(gè)自動(dòng)計(jì)劃編制過(guò)程100。在該計(jì)劃編制過(guò)程中使用的感興趣的器官的隨后視圖得自于使用重新格式化處理器70對(duì)該單個(gè)稀疏偵察圖像的圖像處理。因此，該過(guò)程流程是連續(xù)的；不會(huì)因?yàn)閽呙杵魑锢聿杉聢D像而中斷。此外，重新格式化允許經(jīng)由更新過(guò)程130對(duì)自動(dòng)產(chǎn)生的坐標(biāo)人工校正，仍然不會(huì)由于額外數(shù)據(jù)采集而中斷。
本發(fā)明參考優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述。顯然，在閱讀和理解了前述詳細(xì)說(shuō)明后將想到其它修改和變更。本發(fā)明旨在解釋為包括所有落入附加權(quán)利要求或其等價(jià)物范圍內(nèi)的修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像方法，包括采集具有低分辨率的稀疏偵察圖像；重新格式化該稀疏偵察圖像以生成一個(gè)或者多個(gè)具有不同坐標(biāo)系的重新格式化圖像；基于該稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像確定診斷成像坐標(biāo)系；以及用與該診斷成像坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)的空間編碼磁場(chǎng)梯度采集一個(gè)或者多個(gè)診斷圖像。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中采集該稀疏偵察圖像包括采集單個(gè)稀疏偵察圖像，采集該單個(gè)稀疏偵察圖像包括采集少于或者大約二十個(gè)軸向切片；采集少于或者大約二十個(gè)冠狀切片；以及采集少于或者大約二十個(gè)矢狀切片。
3.如權(quán)利要求2中所述的方法，其中該重新格式化包括在該不同坐標(biāo)系中識(shí)別一組體素位置；以及通過(guò)對(duì)該稀疏偵察圖像的相鄰體素執(zhí)行距離加權(quán)的插值，計(jì)算每個(gè)體素位置的體素值。
4.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中該重新格式化包括經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該稀疏偵察圖像；經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)接收由用戶(hù)與該稀疏偵察圖像的交互得到的第一標(biāo)志的指示；以及重新格式化該稀疏偵察圖像以生成具有與該第一標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系的第一重新格式化圖像。
5.如權(quán)利要求4中所述的方法，其中該重新格式化進(jìn)一步包括經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該第一重新格式化圖像；經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)接收由用戶(hù)與該重新格式化圖像的交互得到第二標(biāo)志的指示；以及重新格式化該稀疏偵察圖像和該第一重新格式化圖像中的一個(gè)，以生成具有與該第二標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系的第二重新格式化圖像。
6.如權(quán)利要求4中所述的方法，其中該重新格式化進(jìn)一步包括經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該第一重新格式化圖像；經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)接收由用戶(hù)與該重新格式化圖像的交互得到的與該第一標(biāo)志不同的第二標(biāo)志的指示；以及重新格式化該稀疏偵察圖像和該第一重新格式化圖像中的一個(gè)，以生成具有與該第一和第二標(biāo)志都對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系的第二重新格式化圖像。
7.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中成像的感興趣區(qū)域是心臟，并且該重新格式化包括經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該稀疏偵察圖像；經(jīng)由圖像用戶(hù)界面(62)接收該稀疏偵察圖像中心臟長(zhǎng)主軸的指示；重新格式化該稀疏偵察圖像以生成具有與心臟的該長(zhǎng)主軸對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系的第一重新格式化圖像。經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該第一重新格式化圖像；經(jīng)由圖像用戶(hù)界面(62)接收該第一重新格式化圖像中心臟短主軸的指示；重新格式化該稀疏偵察圖像和該第一重新格式化圖像中的一個(gè)，以生成具有與心臟的該長(zhǎng)和短主軸都對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系的第二重新格式化圖像；以及經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向用戶(hù)顯示該第二重新格式化圖像。
8.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中該重新格式化包括對(duì)該稀疏偵察圖像執(zhí)行自動(dòng)分析以確定第一標(biāo)志；重新格式化該稀疏偵察圖像以生成具有與該第一標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)的坐標(biāo)系的第一重新格式化圖像；重復(fù)該自動(dòng)分析和重新格式化至少一次，以生成分別從該第一重新格式化圖像和該第一標(biāo)志開(kāi)始的有序的多個(gè)重新格式化圖像和相應(yīng)的有序的多個(gè)確定的標(biāo)志，該有序的多個(gè)標(biāo)志中連續(xù)的標(biāo)志中的每一個(gè)都具有與該標(biāo)志和之前確定的標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)的相應(yīng)重新格式化圖像；以及經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該有序的多個(gè)重新格式化圖像中的最后一個(gè)重新格式化圖像。
9.如權(quán)利要求8中所述的方法，其中該重新格式化進(jìn)一步包括在圖形用戶(hù)界面(62)上顯示該有序的多個(gè)重新格式化圖像，在其上疊加有相應(yīng)的標(biāo)志；以及經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)從相關(guān)用戶(hù)處接收代替所疊加標(biāo)志之一的校正的標(biāo)志。
10.如權(quán)利要求9中所述的方法，其中該重新格式化進(jìn)一步包括對(duì)排序在校正的標(biāo)志之后的該有序的多個(gè)標(biāo)志中的每個(gè)標(biāo)志重復(fù)自動(dòng)分析和重新格式化，該自動(dòng)分析針對(duì)包括該校正的標(biāo)志的在前確定的標(biāo)志執(zhí)行；以及經(jīng)由圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該有序的多個(gè)校正的重新格式化圖像中的最后一個(gè)校正的重新格式化圖像。
11.一種診斷成像系統(tǒng)，包括用于采集圖像的磁共振成像掃描器(10)；重新格式化處理器(70)，其接收稀疏偵察圖像并在不同坐標(biāo)系中構(gòu)建與該偵察圖像對(duì)應(yīng)的重新格式化圖像；圖形用戶(hù)界面(62)，其用于向相關(guān)用戶(hù)顯示采集的圖像和重新格式化的圖像；以及診斷成像處理器(60)，其執(zhí)行包括下述步驟的方法使磁共振成像掃描器(10)在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中采集感興趣器官的基礎(chǔ)稀疏偵察圖像；使重新格式化處理器(70)重新格式化該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像以在不同于標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系中產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像；用該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像確定與感興趣器官對(duì)準(zhǔn)的診斷成像坐標(biāo)系；以及使磁共振成像掃描器在該診斷成像坐標(biāo)系中采集該感興趣器官的一個(gè)或者多個(gè)診斷圖像。
12.如權(quán)利要求11中所述的診斷成像系統(tǒng)，其中該重新格式化處理器(70)執(zhí)行包括下述步驟的重新格式化方法在該不同坐標(biāo)系中識(shí)別一組體素位置；以及通過(guò)對(duì)該稀疏偵察圖像的相鄰體素執(zhí)行距離加權(quán)的插值，計(jì)算每個(gè)體素位置的體素值。
13.如權(quán)利要求11中所述的診斷成像系統(tǒng)，其中確定診斷成像坐標(biāo)系包括(i)使該圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像；(ii)經(jīng)由該圖形用戶(hù)界面(62)從該相關(guān)用戶(hù)接收一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)志的指示；(iii)使該重新格式化處理器(70)重新格式化該稀疏偵察圖像以生成具有由該一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)志定義的坐標(biāo)系的第一重新格式化圖像；(iv)使該圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該第一重新格式化圖像；(v)重復(fù)處理操作(i)、(ii)、(iii)和(iv)至少一次，以生成多個(gè)重新格式化圖像，最后生成的重新格式化圖像的坐標(biāo)系是診斷成像坐標(biāo)系。
14.如權(quán)利要求13中所述的診斷成像系統(tǒng)，其中感興趣器官是心臟，并且該一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)志至少指示心臟的心尖和心臟的瓣膜平面。
15.如權(quán)利要求13中所述的診斷成像系統(tǒng)，其中感興趣器官是心臟，并且該一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)志至少指示心臟的長(zhǎng)軸和心臟的短軸。
16.如權(quán)利要求11中所述的診斷成像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括接收接續(xù)圖像的對(duì)準(zhǔn)處理器(76)，該對(duì)準(zhǔn)處理器(76)在每個(gè)接收的圖像中識(shí)別一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)志，連續(xù)接收的圖像中的每一個(gè)都具有由在之前接收的圖像中識(shí)別的標(biāo)志定義的坐標(biāo)系；其中診斷成像處理器(70)通過(guò)包括向該對(duì)準(zhǔn)處理器(76)發(fā)送該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像的處理來(lái)確定該診斷成像坐標(biāo)系，該重新格式化處理器(70)使用由該對(duì)準(zhǔn)處理器(76)在該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像或者前面的重新格式化圖像中先前識(shí)別的標(biāo)志所定義的相應(yīng)坐標(biāo)系，重建每個(gè)連續(xù)的重新格式化圖像。
17.如權(quán)利要求16中所述的診斷成像系統(tǒng)，其中診斷成像坐標(biāo)系的確定進(jìn)一步包括使圖形用戶(hù)界面(62)顯示由該診斷成像處理器(70)生成的、在其上疊加有相應(yīng)標(biāo)志的重新格式化圖像；以及經(jīng)由該圖形用戶(hù)界面(62)接收相關(guān)用戶(hù)是否認(rèn)可該診斷圖像坐標(biāo)系的指示。
18.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中響應(yīng)于相關(guān)用戶(hù)沒(méi)有認(rèn)可該診斷圖像坐標(biāo)系，診斷成像坐標(biāo)系的確定進(jìn)一步包括經(jīng)由該圖形用戶(hù)界面(62)從相關(guān)用戶(hù)接收代替所疊加標(biāo)志之一的校正的標(biāo)志。
19.如權(quán)利要求17中所述的診斷成像系統(tǒng)，其中響應(yīng)于相關(guān)用戶(hù)沒(méi)有認(rèn)可該診斷圖像坐標(biāo)系，診斷成像坐標(biāo)系的確定進(jìn)一步包括使該圖形用戶(hù)界面(62)向相關(guān)用戶(hù)顯示該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像和所述重新格式化圖像之一中的一個(gè)；經(jīng)由該圖形用戶(hù)界面(62)從相關(guān)用戶(hù)接收一個(gè)或者多個(gè)校正的標(biāo)志的指示；以及使重新格式化處理器生成具有至少由該一個(gè)或者多個(gè)校正的標(biāo)志定義的校正的診斷成像坐標(biāo)系的校正的重新格式化圖像。
20.一種診斷成像系統(tǒng)，包括使磁共振成像掃描器(10)在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中采集感興趣器官的基礎(chǔ)稀疏偵察圖像的軟件算法或者程序；用于重新格式化該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像從而在不同于該標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系中產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像的軟件算法或者程序；使用該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像確定與該感興趣器官對(duì)準(zhǔn)的診斷成像坐標(biāo)系的軟件算法或者程序；圖形用戶(hù)界面(62)，用于向相關(guān)用戶(hù)顯示采集的圖像和重新格式化圖像；使該磁共振成像掃描器(10)在該診斷成像坐標(biāo)系中采集該感興趣器官的一個(gè)或者多個(gè)診斷圖像的軟件算法或者程序。
全文摘要
診斷成像系統(tǒng)包括對(duì)感興趣器官成像的磁共振成像掃描器(10)，在不同的坐標(biāo)系中構(gòu)建與偵察圖像對(duì)應(yīng)的重新格式化圖像的重新格式化處理器(70)，以及向相關(guān)用戶(hù)顯示采集圖像和重新格式化圖像的圖形用戶(hù)界面(62)。成像處理器(60)使掃描器(10)在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中采集感興趣器官的基礎(chǔ)稀疏偵察圖像，使重新格式化處理器(70)在非標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系中從該稀疏偵察圖像生成一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像，使用該基礎(chǔ)稀疏偵察圖像和該一個(gè)或者多個(gè)重新格式化圖像確定與感興趣器官對(duì)準(zhǔn)的診斷成像坐標(biāo)系，并且使該掃描器(10)在該診斷成像坐標(biāo)系中采集一個(gè)或者多個(gè)該感興趣器官的診斷圖像。
文檔編號(hào)G01R33/54GK1968646SQ200580013075
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
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