磁共振图像的自动分组的制作方法

本发明涉及磁共振成像，具体而言涉及将图像分配到表征运动的组。

背景技术：

四维磁共振成像(4dmri)的主要临床目的是针对外部射束辐射治疗的处置裕量定义。通常，4dmri数据采集方法基于指示要被分辨的运动的状态/相位的传感器数据的使用。例如，在呼吸4dmri中，基于呼吸带或基于mri的导航器被用于检测请求的运动状态并且被用于触发采集。

然而，尤其是在在腹部区域中，运动能够包括周期性和单个运动，并且要被覆盖的相应运动空间是先验较少已知的，例如，在一些区域中，蠕动运动可能超过呼吸运动(例如，骨盆)，而在其他区域中呼吸运动将是主要的(例如，上腹部)。结果，使用一个运动传感器常常不足以用于处置规划，因为期望对运动统计的更全面的测量结果。经典4dmri的额外的缺点是到扫描的结束强烈降低的扫描效率以及造成的生物反馈。

美国专利申请公开us2012/0281897a1公开了一种用于降低图像中运动相关的成像伪影的方法，包括：获得感兴趣区域的图像数据集，使用所述图像数据集来生成多幅中间图像，向所述多幅中间图像应用多变量数据分析技术以生成运动信息，基于所述运动信息将所述中间图像分类到多个分箱中，并且使用所述多个分箱中的至少一个来生成感兴趣区域的图像。

技术实现要素：

本发明在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统、一种计算机程序产品和一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。

如本领域技术人员将认识到的，本发明的若干方面可体现为设备、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可采取完全硬件实施例，完全软件实施例(包括固件，驻留软件，微代码等)，或者组合了软件和硬件方面的实施例的形式，其可以在本文统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各个方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有实现在其上的计算机可执行代码。

可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。如在本文中使用的“计算机可读存储介质”包括任何有形存储介质，其可以存储能够由计算设备的处理器执行的指令。所述计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非瞬态存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可以能够存储数据，所述数据能够被所述计算设备的处理器访问。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光盘(cd)和数字多用光盘(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还指代能够由所述计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可经由调制解调器、经由互联网或经由局域网络来取回数据。体现在计算机可读介质上的计算机可执行代码可使用任何恰当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等，或上述各项的任何适当的组合。

计算机可读信号介质可以包括具有实现在其中的例如在基带内或者作为载波的一部分的计算机可执行代码的传播的数据信号。这样的传播信号可以采取多种形式中的任一种，包括，但不限于，电磁的、光学的、或者它们的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质并且其能够传递、传播或传输程序用于由指令运行系统、装置或设备使用或者与其结合使用。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是处理器能直接访问的任何存储器。“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性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或反之亦然。

用在本文中的“处理器”涵盖能够执行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为能够包括超过一个处理器或处理内核。所述处理器例如可以是多核处理器。处理器还可以是指单个计算机系统之内的或者被分布在多个计算机系统之间的处理器的集合。术语计算设备也应被解释为可能指计算设备的集合或网络，每个计算设备均包括一处理器或多个处理器。所述计算机可执行代码可以由多个处理器运行，所述处理器可以处在相同的计算设备内或者其甚至可以跨多个计算设备分布。

计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的各方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本发明的各方面的操作的计算机可执行代码可以以一种或多种编程语言(包括诸如java、smalltalk、c++等的面向对象的编程语言以及诸如"c"编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言)的任何组合来编写并且被编译为机器可执行指令。在一些情况下，所述计算机可执行代码可以以高级语言的形式或者以预编译形式并且结合在飞行中生成机器可执行指令的解释器来使用。

所述计算机可执行代码可以作为单机软件包全部地在所述用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上、或者全部地在所述远程计算机或服务器上运行。在后者的场景中，所述远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(lan)或广域网(wan))或者可以对外部计算机做出的连接(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)而被连接到用户的计算机。

本发明的各方面参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图得以描述。应该理解，流程图、图示和/或框图的每个框或框的一部分能够在适用时通过以计算机可执行代码的形式的计算机程序指令来实施。还应当理解的是，当不是相互排斥的时，在不同的流程图，图示和/或框图中块的组合可以被组合。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机的处理器或者其他可编程数据处理装置以生产机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置运行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，其能够引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式工作，使得被存储在所述计算机可读介质中的所述指令产生包括实施在流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作的指令的制品。

所述计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以令一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的指令提供用于实施在流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作的过程。

如在本文中所使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统进行交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或接收来自操作者的信息或数据。用户接口可使来自操作员的输入能够被计算机接收，且可将输出从计算机提供给用户。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且该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界面上的显示是向操作员提供信息的示例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏板、网络摄像头、头盔、踏板、有线手套、遥控器以及加速度计接收数据都是实现从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。

如在本文中所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置进行交互或者对其进行控制的接口。硬件接口可允许处理器将控制信号或指令发送给外部计算设备和/或装置。硬件接口也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、模拟输入接口和数字输入接口。

本文中使用的“显示器”或“显示设备”涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、音频和触觉数据。显示器的示例包括但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕，

阴极射线管(crt)、存储管、双稳态显示器、电子纸、向量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(vf)、发光二极管(led)显示器、电致发光显示器(eld)、等离子显示面板(pdp)、液晶显示器(lcd)、有机发光二极管显示器(oled)、投影机和头戴式显示器。

磁共振(mr)数据在本文中被定义为由在磁共振成像扫描期间通过磁共振装置的天线对由原子自旋发射的射频信号的所记录的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的示例。磁共振成像(mri)图像在本文中被定义为包含在磁共振成像数据内的解剖数据的经重建的二维或三维可视化。这种可视化可使用计算机来执行。

在一个方面中，本发明提供了一种用于从对象采集磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括用于存储机器可执行指令和脉冲序列指令的存储器。所述脉冲序列指令使所述磁共振成像系统根据磁共振成像协议采集磁共振数据。所述磁共振成像系统还包含用于控制所述磁共振成像系统的处理器。所述机器可执行指令的执行使所述处理器通过利用所述脉冲序列指令控制所述磁共振成像系统来采集第一磁共振数据。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器根据第一磁共振数据来重建一幅或多幅第一图像。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器将所述一幅或多幅第一图像分配到存储器组的集合中的第一存储器组。

所述机器可执行指令的执行使所述处理器通过利用所述脉冲序列数据控制所述磁共振成像系统来重复地采集序列磁共振数据。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器根据所述序列磁共振数据来重复地重建一幅或多幅序列图像。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器重复地计算所述一幅或多幅序列图像与存储器组的集合中的每个存储器组之间的距离量度。术语“距离量度”也可以由术语“距离度量”来表示。距离量度也可以指的是被已知为相似度量度或度量的量。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器如果选择的组与所述一幅或多幅序列图像之间的所述距离量度在预定范围内，则将所述一幅或多幅序列图像分配到选择的存储器组。选择的存储器组是现有的存储器组。

存储器组中的每个可以具有被分配到其或根据其确定的预定范围的值。如果针对所述一幅或多幅序列图像的所述距离量度在针对所选择的存储器组的所述预定范围内，则所述一幅或多幅序列图像被分配到该选择的存储器组。选择的存储器组是存储器组的集合中的一个存储器组。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器在所述一幅或多幅序列图像未被分配到所述选择的存储器组时创建存储器中的随后的存储器组。换言之，如果所述一幅或多幅序列图像并不非常适合或者没有根据预定范围被聚类，则随后的存储器组被创建。所述机器可执行指令的运行还使所述一幅或多幅序列图像在随后的存储器组已经被创建时被分配到所述随后的存储器组。

由所述机器可执行指令执行的步骤定义所述图像在飞行中被分配到运行中的各个存储器组的过程。不必要使得存储器组在其被创建时被提前定义，因为不相似的图像被采集并且分配到随后的存储器组。

磁共振协议例如能够是单击发快速自旋回波或快速场回波多切片采集。

在一些范例中，一幅或多幅第一图像和一幅或多幅序列图像简单地是单幅图像。例如，“一幅或多幅序列图像”可以利用“序列图像”来代替。“一幅或多幅第一图像”可以利用“第一图像”来代替。

如果存在多幅图像，例如存在多幅第一图像和多幅序列图像，则可以存在若干不同情况。首先，可以使用脉冲序列来重复地采集相同图像。也就是说，重复地采集相同切片的图像。在其他实例中，多幅图像可以来自不同切片。在这种情况下，距离量度可以针对多个切片中的每个被计算。

术语“存储器组的集合”可以取决于其如何被实施而被理解为不同的项。例如，在一些情况下，存储器组的集合可以由数据库中的条目定义。例如，各个图像可以被存储在数据库系统的各个记录内。在其他实例中，图像被存储在计算机存储器或存储设备中，并且简单地通过哪些图像与哪个组一起的列表来引用。在又一范例中，指针或其他结构被用于定义哪些图像属于存储器组的集合中的哪个。

存储器组可以关于所知的分箱来理解。例如，将图像分配到各个存储器组的问题可以关于分类问题来理解。

被使用的存储器组的数量在开始处并不必为固定的。代替地，使用基于图像的准则来决定针对每幅新采集的图像，是否其适合于现有组或者是否需要创建新的组。

测量时间也不需要是固定的。若干准则或准则的组合能够被用于终止采集：总采集持续时间限制或者确定信息增益是否太低(即，针对过去的秒的所有采集的图像属于已经存在的存储器组)。

另一含义在于，所述技术并不一定请求对参考图像的采集。

代替地能够使用的是针对相似度的基于图像的量度以及何时创建随后的组的准则。技术能够可能地如下地被应用：被采集的第一图像不能够与任何其他事物比较，因此其形成第一组。第二图像和之后的所有其他图像与所有现有组进行比较，并且在其在足够相似时被放入到组中。如果其不相似于任何组，则创建包含该图像的随后的组。

也可以以不同方式实施距离量度。

一个基础量度可以是两幅图像之间的差异：

即，将实数d(a,b)分配到图像a、b的对的映射，其中，d(a,a)＝0。

能够以不同方式来定义该差异量度：

-对像素值的绝对差进行求和，d(a,b)＝sumi(ai-bi)²。

-计算a与b之间的所有像素值的相关性。相比于1，这具有如下的优点：a与b之间的强度的全局缩放并不影响量度。

-更好地，因为局部强度波动并没有影响：将每幅图像划分为多个小的片块，并且计算针对每个片块的局部相关性，然后对针对所有片块的相关性值进行平均。

这些仅是简单差异量度的一些范例，其可以在图像处理中被使用。它们也与图像a与b之间的差异的原因无关。

在下面描述了并不依赖于图像之间的差异的不同的距离量度。差异量度是几何位移的量度。这样做的一种方式是使用图像变换ta，其取决于参数的集合a并且能够产生新的图像b'＝ta(b)。然后，针对任意两幅图像，最优变换参数aopt(a,b)能够通过优化aopt(a,b)＝minad(a,ta(b))来定义(其中，d是来自上文中的简单差异量度中的一个，其不需要模型)。最后，图像a与b之间的差异dt通过将参数向量aopt映射到实数dt＝s(aopt(a,b))来定义。

该基于模型的差异定义的优点可以在于，改变图像但是并不感兴趣的因子的影响能够通过适当地选择模型来减少。

为了使得这更加具体：针对2d图像的变换模型能够是图像插值，其中，图像b’的笛卡尔像素坐标i',j'被映射到源图像的扭曲的坐标系中的坐标i,j。该扭曲的坐标系能够例如基于矩形网格上的mxn控制点的集合通过样条插值来定义。然后，描述变换的参数向量a是控制点的mxn位移向量的集合。s能够是所有位移的平均幅度。

定义图像差异或差异量度的一种替代方案是将两者图像a和b变换为某种其他项，并且然后量化变换的结果之间的差异：d(a,b):＝df(f(a),f(b))。例如，变换f能够是自动检测图像a和b上的标志，并且df是对应标志之间的平均位移。或者，f能够是自动分割器官的轮廓，并且df是针对轮廓的差异量度。

最终，权利要求1中的图像a与图像g的组之间的差异量度例如能够基于两幅图像之间的差异d(a,b)：来定义，例如，d(a,g)＝min(g中的b)d(a,b)，或者用“max”或“平均”代替“min”。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的执行使所述处理器接收解剖标识数据。所述解剖标识数据描述对象内的一个或多个解剖结构。例如，解剖标识数据能够对于分割或识别解剖标志或者将解剖模型拟合到对象而言是有用的。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器计算针对存储器组的集合中的每个存储器组的位置数据。所述位置数据描述存储器组的集合中的每个存储器组中的图像内的一个或多个解剖结构的位置。例如，解剖识别数据可以被配准到存储器组的集合中的每个存储器组内的图像。这然后提供了对这些解剖识别标志或数据的位置关于所述图像中的每幅图像的数据的参考。

所述机器可执行指令的运行还使所述处理器使用针对存储器组的集合中的每个存储器组的位置数据来计算针对一个或多个解剖位置的运动统计数据。该实施例可以是有益的，因为其可以提供关于作为时间的函数的对象的特定部分的位置的统计结果。例如，如果期望被辐照或超声处理的解剖结构由解剖识别数据所识别，则知晓作为时间的函数的其位置可以帮助关于在何处将能量引导到对象中的决策。类似地，如果对象内存在需要被保护以防被处置或辐照或超声处理的的解剖结构，则知晓这些结构如何作为时间的函数或者针对时间的一部分被定位能够是有益的。

运动统计结果可以以不同方式来计算。例如，存储器组中的一些存储器组可以在其内具有更多图像。这可以被用于向针对该特定存储器组的各个位置给出更高的权重。

在一些范例中，存储器组的集合中的每个存储器组可以被平均或者平均图像可以被确定并且然后这被用于确定运动统计结果。即使平均图像被使用，然后存储器组的特定集合中的多幅图像仍然可以被用于对该特定平均图像的值或影响进行加权。

在另一实施例中，存储器组的集合中的每个存储器组包括多幅图像。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器接收处置计划。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器使用所述处置计划和所述运动统计结果来计算用于控制辐射治疗系统的辐射治疗指令。

在另一实施例中，所述磁共振成像系统包括辐射治疗系统，并且所述机器可执行指令的执行使所述处理器使用辐射治疗指令来控制所述辐射治疗系统。

在另一实施例中，所述距离量度针对一个或多个感兴趣区域被计算。将距离量度限制到感兴趣区域可以是有益的。例如，如果在解剖结构不是静态或刚性之处对感兴趣区域进行成像，则将距离量度限制到一个或多个特定感兴趣区域可以改进该区的运动统计结果的质量。

例如，可以用不同方式组合多个距离量度。能够使用多个距离量度的平均。能够使用多个距离量度的最大值。能够使用多个距离量度的最小值。能够使用多个距离量度的中值。

所述多个距离量度能够以所述多个距离量度的加权平均和加权和来组合。例如，如果存在两个距离量度，一个针对腹腔中的软组织并且一个针对围绕肋骨的组织，则人们能够给出对距离量度的和进行加权，使得软组织更多地影响整体距离量度。

在另一实施例中，所述一个或多个感兴趣区域是预先定义的。例如，感兴趣区域可以由解剖数据或接收到的其他信息定义。

在另一范例中，通过对图像进行分割并且自动确定它们来定义一个或多个感兴趣区域。在其他范例中，所述一个或多个感兴趣区域可以通过被输入到磁共振成像系统的用户接口中的数据来接收。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器根据以下项中的任一项来识别一个或多个感兴趣区域：通过使用图像分割算法，通过接收手动图像分割，以及通过使用距离量度来传播参考分割。

在另一实施例中，所述一个或多个感兴趣区域包括至少一个刚性感兴趣区域的和至少一个可变形感兴趣区域。这在其中在对象内存在刚性结构和可移动结构的情况下是有益的。例如，如果对象的腹腔被成像，则诸如肋骨和脊椎的区将是刚性的并且将作为刚体移动。然而，腹腔内的器官可以相对于这些固定结构自由滑动和移动。在相同图像内定义不同感兴趣类型，诸如刚性和可变形的，可以得到图像到存储器组的各个集合的改进的分组

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器计算针对存储器组的集合中的每个存储器组的平均差异映射。例如，在一些范例中，差异图能够是关于参考图像或组的光流或位移图。

在一个范例中，“平均差异映射”能够是所有aopt(a,b)的平均，其中，a来自参考组，并且b来自选定的存储器组。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器计算关于选择的参考组的存储器组的集合中的每个存储器组的平均差异映射。选择的参考组是存储器组的集合中的一个存储器组。例如，选择的参考组可以具有被计算的平均图像。针对存储器组的集合中的每个存储器组的平均差异映射可以关于该平均图像被计算。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器计算在从存储器组的集合选择的选定的存储器组中的每幅图像与平均距离映射之间的差异映射。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器从所述选定的存储器组选择将被应用到差异映射的统计量度最小化的选定的图像。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器将选定的图像存储为针对所述选定的存储器组的平均图像。在该实施例中，实质上最靠近平均的图像被选择为平均图像。

统计量度例如能够是从平均距离图的最小平均位移。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器使用所述平均差异映射来计算针对所述选定的存储器组中的所述选定的图像的经变换的图像。将经变换的图像存储为针对所述选定的存储器组的平均图像。在该范例中，平均图像仍然是最靠近平均的图像；然而，在该特定范例中，平均图像被变换，使得其更接近地匹配平均。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器计算在从存储器组的集合选择的选定的存储器组中的每幅图像与平均差异映射之间的差异映射。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器使用针对每幅图像的差异映射来计算针对所述选定的存储器组中的每幅图像的经变换的图像。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器通过对所述选定的存储器组中的每幅经变换的图像进行平均来计算针对所述选定的存储器组的平均图像。在该范例中，平均差异映射被计算。这被用于确定每幅图像距离平均多远。存储器组中的每幅图像然后被变换，使得其更准确地匹配平均。这些经变换的图像然后被平均以制成平均图像，所述平均图像准确地表示选定的存储器组的平均值。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的运行还使所述处理器使用针对存储器组的所述集合中的每个存储器组的平均图像来绘制时间相关图像。时间相关图像例如可以采取不同形式。其可以采取动画的形式，或者其也可以显示不同解剖参考的位置或者作为时间的函数被加权的对象内的位置。例如，特定器官的位置能够被模糊以表示作为时间的函数的其位置。

在另一实施例中，距离量度包括以下项中的任一个：平均位移、均匀运动场的识别、局部运动场的识别以及它们的组合。

在另一实施例中，参考图像是切片的单幅参考图像。所述一幅或多幅序列图像是切片的单幅序列图像。

在另一方面中，本发明提供了一种包括机器可执行指令的计算机程序产品，所述机器可执行指令用于由控制磁共振成像系统的处理器运行，所述磁共振成像系统被配置为从对象采集磁共振数据。所述磁共振成像系统包括用于存储脉冲序列指令的存储器。所述脉冲序列指令使所述磁共振成像系统根据磁共振成像协议来采集磁共振数据。所述机器可执行指令的运行使所述处理器通过利用所述脉冲序列指令控制所述磁共振成像系统来采集第一磁共振数据。

所述机器可执行指令的运行还使所述处理器根据第一序列磁共振数据来重建一幅或多幅第一图像。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器通过利用所述脉冲序列数据控制所述磁共振成像系统来重复地采集序列磁共振数据。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器根据所述序列磁共振数据来重复地重建一幅或多幅序列图像。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器重复地计算所述一幅或多幅序列图像与存储器组的集合中的每个存储器组之间的距离量度。

所述机器可执行指令的运行还使所述处理器重复地在选择的组与所述一幅或多幅序列图像之间的所述距离量度在预定范围内时将所述一幅或多幅序列图像分配到选择的存储器组。所选择的存储器组是存储器组的集合中的一个存储器组。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器重复地在所述一幅或多幅序列图像未被分配到所述所选择的存储器组时创建存储器中的随后的存储器组。所述机器可执行指令的运行还使所述处理器重复地在随后的存储器组被创建时将所述一幅或多幅图像分配到随后的存储器组。

在另一方面中，本发明提供了一种操作被配置为从对象采集的磁共振数据的磁共振成像系统的方法。所述方法还包括通过利用脉冲序列指令控制所述磁共振成像系统来采集第一磁共振数据的步骤。所述脉冲序列指令使所述磁共振成像系统根据磁共振成像协议来采集磁共振数据。所述方法还包括根据所述第一磁共振数据来重建一幅或多幅第一图像的步骤。所述方法还包括将所述一幅或多幅第一图像分配到存储器组的集合的第一存储器组的步骤。存储器组的集合中的每个存储器组包括图像。所述方法还包括重复地通过利用所述脉冲序列指令控制所述磁共振成像系统来采集序列磁共振数据的步骤。所述方法还包括重复地根据所述序列磁共振数据来重建一幅或多幅序列图像的步骤。所述方法还包括重复地计算所述一幅或多幅序列图像与存储器组的集合中的每个存储器组之间的距离量度的步骤。所述方法还包括以下步骤：重复地在选择的组与所述一幅或多幅序列图像之间的所述距离量度在预定范围内时将所述一幅或多幅序列图像分配到所选择的存储器组。所选择的存储器组是存储器组的集合中的一个存储器组。所述方法还包括以下步骤：重复地在所述一幅或多幅序列图像未被分配到所述选择的存储器组时创建存储器中的随后的存储器组。所述方法还包括以下步骤：如果随后的存储器组被创建，则将所述一幅或多幅图像分配到随后的存储器组。

应理解，本发明的一个或多个前述实施例可以组合，只要组合的实施例不相互排斥。

附图说明

在下文中，将仅通过举例的方式参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1图示了磁共振成像系统的范例；

图2示出了图示操作图1的磁共振成像系统的方法的范例的流程图；并且

图3示出了图示操作图1的磁共振成像系统的方法的另一范例的流程图。

附图标记列表：

100磁共振系统

104磁体

106磁体的膛

108测量区或成像区

110磁场梯度线圈

112磁场梯度线圈电源

114射频线圈

116收发器

118对象

120对象支撑体

122致动器

124切片

126计算机系统

128硬件接口

130处理器

132用户接口

134计算机存储设备

136计算机存储器

140脉冲序列指令

142第一磁共振数据

144一幅或多幅第一图像

146图像数据库

148序列磁共振数据

150一幅或多幅序列图像

152距离量度

154解剖识别数据

156位置数据

158运动统计结果

160控制模块

162图像重建模块

164图像处理模块

200通过利用所述脉冲序列指令控制所述磁共振成像系统来采集第一磁共振数据

202根据参考磁共振数据重建一幅或多幅第一图像

204将一幅或多幅第一图像分配到存储器组的集合中的第一存储器组

206通过利用脉冲序列数据控制磁共振成像系统来采集序列磁共振数据

208根据序列磁共振数据重建一幅或多幅序列图像

210计算一幅或多幅序列图像与存储器组的集合中的每个存储器组之间的距离量度

212图像是否属于现有组？

214在所选择的组与一幅或多幅序列图像之间的距离量度在预定范围内时，将一幅或多幅序列图像分配到所选择的存储器组

216在一幅或多幅序列图像未被分配到选择的存储器组时在存储器中创建随后的存储器组

218在随后的存储器组被创建时将一幅或多幅图像分配到随后的存储器组

220所有图像已经被采集？

300存储器组的集合

302现有存储器组

304随后的存储器组

具体实施方式

在这些附图中，类似编号的元件是等要元件或执行相同功能。如果功能是等价的，则将不一定在后来的附图中讨论先前已经讨论过的元件。

图1示出了具有磁体104的磁共振成像系统100的范例。磁体104是具有通过其的膛106的超导圆柱型磁体104。使用不同类型的磁体也是可能的，例如，可以使用分裂式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者。分裂圆柱磁体类似于标准的圆柱磁体，除了低温恒温器已经分裂成两部分，以允许访问所述磁体的等平面，从而使磁体可以例如与带电粒子束治疗相结合地使用。开放式磁体具有两个磁体区段，一个在另一个上面,在其之间具有一足够大以接纳对象者的空间：两个区段区域的布置类似于赫姆霍兹线圈的布置。开放式磁体是流行的，因为对象较少地受限。在圆柱磁体的低温恒温器内部有超导线圈的集合。在圆柱磁体104的膛106内，存在成像区108，在成像区108中，磁场足够强和均匀以执行磁共振成像。

磁体的膛106内还有磁场梯度线圈110的集合，其用于采集磁共振数据，以在磁体104的成像区108内对磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈110连接到磁场梯度线圈电源112。磁场梯度线圈110旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈110包含用于在三个正交空间方向上空间地编码的三个分立的线圈的集合。磁场梯度电源将电流供应到所述磁场梯度线圈。供应给磁场梯度线圈110的电流根据时间来进行控制并且可以是斜变的或脉冲的。

与成像区108相邻的是射频线圈114，其用于操纵成像区108内的磁自旋的取向，并且用于接收来自也在成像区108内的自旋的射频发射。射频天线可包含多个线圈元件。射频天线还可以被称为通道或天线。射频线圈114连接到射频收发器116。射频线圈114和射频收发器116可以由独立的发送线圈和接收线圈以及独立的发射器和接收器替代。要理解的是，射频线圈114和射频收发器116是代表性的。射频线圈114旨在还表示专用的发射天线和专用的接收天线。类似地，收发器116也可以表示单独的发射器和接收器。射频线圈114也可以具有多个接收/发射元件，并且射频收发器116可以具有多个接收/发射通道。

在成像区108内，能够看到标记为124的方框。这示出了被用于从对象118的腹部区域采集磁共振图像数据的切片124的位置。

在磁体104的膛106内存在对象支撑体120，所述对象支撑体附接到任选的致动器122，所述任选的致动器能够移动对象支撑体和对象118通过成像区108。收发器116，磁场梯度线圈电源112以及致动器122全部被视为连接到计算机系统126的硬件接口128。

计算机存储设备134和计算机存储器136的内容是可以互换的。在一些范例中，计算机存储设备134的内容可以被复制在计算机存储器136中。

计算机存储设备被示出为具有脉冲序列指令140，脉冲序列指令140使得处理器130能够控制磁共振成像系统100的部件来采集磁共振数据。脉冲序列指令140被用于采集第一磁共振数据142并且被用于重复地采集序列磁共振数据148。142和148两者被示为被存储在计算机存储设备134中。计算机存储设备134还被示为包含根据第一磁共振数据142重建的一幅或多幅第一图像144。计算机存储设备134还被示为包含被用于存储图像的组的图像数据库146。

数据库146可以采取不同的形式。例如，在一些范例中，数据库可以是关系数据库，并且可以包含能够被查询的关于图像的其他信息。例如，在恰在各图像上执行的统计量度和操作能够被存储在图像数据库146中，因此其并不需要被重新计算。计算机存储设备134还被示为包含根据序列磁共振数据148重建的一幅或多幅序列图像150。计算机存储设备134还被示出为包含已经在一幅或多幅序列图像上被计算的测量距离152。距离量度152然后将被用于比较图像数据库146内的两个组，并且将一幅或多幅序列图像150放置到现有组中或者在数据库146内创建随后的组。

计算机存储设备134还示出若干任选的条目。例如可以存在已经由计算机126接收的解剖识别数据154。这可以被用于分割或以其他方式处理一幅或多幅序列图像150，以获得对象118内的解剖参考或标志的位置数据156。图像数据库146中的图像具有被分析的该位置数据156，并且运动统计结果158能够被生成。

计算机存储器136被示出为包含控制模块160。控制模块使得处理器130能够控制磁共振成像系统100的操作和功能。例如，控制模块160可以使得处理器130能够使用脉冲序列指令140来控制磁共振数据的采集。计算机存储器136还被示出为包含图像重建模块162。图像重建模块162包含使处理器130能够根据磁共振数据142、148来重建磁共振图像144、150的计算机可执行代码。计算机存储器136还被示为包含图像处理模块164。

图像处理模块164使得处理器130能够执行各种图像处理技术，诸如定位解剖参考，使用解剖标识数据154，比较不同图像或图像的组以计算距离量度152，并且执行其他任务，诸如生成运动统计结果158。在一些实例中，图像处理模块164还可以包含使得处理器130能够基于图像内的不同感兴趣区域识别并计算距离量度152的模块或部分。

图2示出了图示操作图1的磁共振成像系统100的方法的范例的流程图。首先，在步骤200中，通过利用脉冲序列指令140控制磁共振成像系统100来采集第一磁共振数据142。接下来，在步骤202中，第一磁共振数据142被重建为一幅或多幅第一图像144。接下来，在步骤204中，所述一幅或多幅第一图像144被分配到存储器组的集合的第一存储器组。在图1的该范例中，所述一幅或多幅第一图像被分配到图像数据库146的第一组。接下来，在步骤206中，通过利用脉冲序列指令140控制磁共振成像系统100来采集序列磁共振数据148。在步骤208中，根据序列磁共振数据148来重建一幅或多幅序列图像150。

接下来，在步骤210中，计算一幅或多幅序列图像150与存储器组的集合中的每个存储器组之间的距离量度152。接下来，在步骤212中，针对存储器组的集合中的每个存储器组将距离量度与距离量度或距离量度的范围进行比较。方框212中的问题是：距离量度152是否适合在现有存储器组中的一个内？如果答案是是，那么方法前进到步骤214。如果答案是否，那么方法前进到步骤216。在步骤214中，如果所选择的组与一幅或多幅序列图像之间的距离量度152在预定范围内，则所述一幅或多幅序列图像150被分配到所选择的存储器组。在步骤216中，处理器130指示数据库146创建随后的存储器组。接下来，在步骤218中，所述一幅或多幅序列图像150被分配到随后的存储器组。两者步骤214和218转到步骤220。步骤220是问题，数据的采集是否结束。如果答案是否，那么方法返回到步骤206。如果答案是是，那么方法前进到步骤222。在步骤222中，所述方法结束。

提出了一种4dmri方法，其在一些范例中可以在没有传感器和关于预期运动分量的的先验假设的情况下工作，并且因此能够捕获目标区域的完全运动统计结果。代替于使用触发机构来检测运动状态并且仅在期望状态已经达到时执行扫描，提出了利用最高可能占空比(未触发的)来采集体积的切片，并且使用实时图像处理来将4d扫描的个体切片分类到4dmri扫描的相应分箱中。对应于一个分箱的图像可以经历残余匹配，使得一个分箱中的采集的图像中的大部分能够被平均以用于图像中的最高可能snr。不能够以足够的准确度匹配的属于一个分箱的图像或图像子区域(被测量为例如针对分箱的参考图像(第一或平均图像)的相关性)可以被丢弃。针对给定切片数量，分箱可以取决于测量的运动而被连续创建，即，如果新采集的图像与已经存在的分箱差别超出用户定义的值(要被解决的专用位移单元)。扫描终止准则被选择为使得运动状态覆盖和扫描时间的最优折中被提供：如果所有切片已经被采集并且图像接受并或随后的分箱创建率低于可定义阈值，则扫描被定义为完成。

在期望4d体积的情况下，空间和时间中的运动连续性能够被用于将采集的图像分类到个体体积中。

图3示出了操作图1的磁共振成像系统的方法的图形表示；首先，在步骤206中，采集图像。这然后被重建为图像208。圆圈300表示存储器组的集合。在存储器组的集合300内是多个现有存储器组302。在步骤210中，将图像208与现有存储器组302进行比较。这被用于计算差异量度。在该范例中，距离量度是光流。然后在步骤212中，将距离量度进行比较察看其是否匹配现有分箱或者存储器组。如果是，那么将图像与现有存储器组302相关联。如果否，那么执行步骤216，如先前描述的。随后的存储器组304被创建，并且图像208被分配到随后的存储器组304。在步骤214、216以及相关联的步骤已经完成之后，方法前进到步骤220。如果所有切片被采集，则扫描完成222。如果否，那么方法返回到步骤206，并且下一图像被采集。

在附图中，存在对步骤220中的问题的替代，如果平均接受率低于特定阈值，那么方法也能够结束。例如，如果方法已经被执行设定数量的循环并且没有添加随后的分箱或存储器组，则可以认为对象的运动已经完全被表征，并且方法能够结束。

尽管在附图和前述描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被视为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践请求保护的本发明时能够理解并且实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求书中所记载的若干个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中列举了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在适合的介质上，例如与其他硬件一起被提供或作为其他硬件的部分被提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他的有线或无线的电信系统分布。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。