具有基于导航器的运动检测的磁共振成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁共振成像，尤其涉及使用相异性矩阵归类对磁共振成像的采集的修改。
【背景技术】
[0002]磁共振成像(MRI)数据采集期间的患者运动能够导致图像伪影，其危害得到的图像的诊断品质。这是个重要的问题，并且已引起旨在降低患者运动的影响的大量方法。尽管有这些过去的努力，但患者运动在今天仍是个重要问题；部分是由于现代磁共振(MR)扫描器中增大的SNR和快速扫描方法允许以更高的空间分辨率进行成像，这使得实验对运动更为敏感，部分是由于所提出的方法在常规临床应用中是不实际的。由于它们需要太过复杂和/或连接耗时的传感器，或者由于它们过度地延长了扫描持续时间，而可能出现这种情况。
[0003]其他常见的限制是对某些解剖结构/成像序列的限制、对图像对比度的负面影响等。
[0004]在 Trevor Hastie、Robert Tibshiran1、Jerome Friedman 的 “The Elements ofStatistical Learning:Data Mining, Inference, and Predict1n,第二片反(SpringerSeries in Statistics) ”，第14.3章中解释了聚类分析的方法。
【发明内容】
[0005]本发明在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统和计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。
[0006]如本领域技术人员将认识到的，本发明的各方面可以被实现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件与硬件方面的实施例的形式，其在本文中大体上可以全部被称作“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取计算机程序产品的形式，其被实现在其上实现有计算机可执行代码的一个或多个计算机可读介质中。
[0007]可以使用一个或多个计算机可读介质的组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。本文中使用的‘计算机可读存储介质’涵盖可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的任意有形存储介质。所述计算机可读存储介质可以被称作计算机可读非暂时性存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称作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也能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括，但不限于:软盘、磁性硬盘驱动、固态硬盘、闪存、USB拇指驱动、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文件。光盘的范例包括压缩盘(⑶)和数字多用盘(DVD)，例如⑶-ROM、⑶-RW、⑶-R、DVD-ROM、DVD-Rff或者DVD-R盘。术语计算机可读存储介质也指能够由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，可以在调制解调器上、在互联网上，或者在局域网上检索数据。可以使用任何合适的介质来传输被实现在计算机可读介质上的计算机可执行代码，包括但不限于无线、电话线、光纤线缆、RF等等，或前述的任何适当组合。
[0008]计算机可读信号介质可以包括具有被实现在其中(例如在基带中或作为载波的部分)的计算机可执行代码的传播数据信号。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、光学或其任意适当组合。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，并且其能够通信、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备连接的程序。
[0009]‘计算机存储器’或‘存储器’是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是可直接访问处理器的任何存储器。‘计算机存储设备’或‘存储设备’是计算机可读存储介质的另外的范例。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，反之亦然。
[0010]本文中使用的‘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被解释为可能包含多于一个处理器或处理核。例如，所述处理器可以是多核处理器。处理器也可以指在单个计算机系统内或被分布在多个计算机系统间的处理器的集合。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，每个计算设备都包括一个或多个处理器。所述计算机可执行代码可以由可以在相同计算设备内的或者可以甚至被分布在多个计算设备上的多个处理器执行。
[0011]计算机可执行代码可以包括能够令处理器执行本发明的一方面的机器可执行指令或程序。用于执行本发明的各方面的操作的计算机可执行代码可以被写成一种或多种编程语言的任意组合，包括面向对象的编程语言，诸如Java、Smalltalk、C++等等，以及常规程序性编程语言，诸如“C”编程语言或类似的编程语言，并被编译成机器可执行指令。在一些实例中，所述计算机可执行代码可以是高阶语言的形式或预编译形式，并且与联机生成所述机器可执行指令的解释器联合使用。
[0012]所述计算机可执行代码可以完全在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包执行、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形中，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))被连接到用户的计算机，或者可以建立与外部计算机的连接(例如通过使用互联网服务提供商的互联网)。
[0013]本发明的各方面是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/或框图来描述的。应当理解，所述流程图、图示和/或框图中的每个框或部分框都能够由计算机程序指令(其在适用时以计算机可执行代码的形式)来实施。还要理解的是，在不互相排斥时，可以组合不同流程图、图示和/或框图中的框的组合。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，以产生机器，从而经由所述计算机的所述处理器或其他可编程数据处理装置执行的所述指令创建用于实施在所述流程图和/或框图(一个或多个)框中指定的功能/动作的模块。
[0014]这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，其能够指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式起作用，使得被存储在所述计算机可读介质中的所述指令产生一件制造品，其包括实施在所述流程图和/或框图(一个或多个)框中指定的功能/动作的指令。
[0015]所述计算机程序指令也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，以实现在所述计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的一系列操作步骤，以产生计算机实施的过程，使得在所述计算机或其他可编程装置上执行的所述指令提供用于实施在所述流程图和/或框图(一个或多个)框中指定的功能/动作的过程。
[0016]本文中使用的‘用户接口’是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。‘用户接口’也可以被称作‘人机交互设备’。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的输入能够被计算机接收到，并且可以向用户提供来自计算机的输出。换言之，所述用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且所述接口可以允许所述计算机指示所述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者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、指点杆、绘图板、操纵杆、手柄、网络摄像头、耳机、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器和加速度计都是实现对来自操作者的信息或数据的接收的用户接口部件的范例。
[0017]本文中使用的‘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/或装置交互、和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/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、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284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、模拟输入接口以及数字输入接口。
[0018]本文中使用的‘显示器’或‘显示设备’涵盖适用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、声音和或触觉数据。显示器的范例包括，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、双稳显示器、电子纸、矢量显示器、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(IXD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影机、以及头戴式显示器。
[0019]磁共振(MR)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间对由磁共振装置的天线通过原子自旋发出的射频信号所记录的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为所述磁共振成像数据内包含的解剖数据的重建二维或三维可视化。该可视化能够使用计算机来执行。磁共振数据的部分也可以指“激发(shot) ”。导航器数据是磁共振数据的范例，并且通常表示对象的位置或运动状态。
[0020]在本发明的一方面，提供一种用于从成像区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控制所述磁共振成像系统的处理器。所述磁共振成像系统还包括存储器，所述存储器用于储存用于由处理器执行的机器可执行指令。所述机器可执行指令的执行令所述处理器重复地控制所述磁共振成像系统以采集所述磁共振数据的部分。所述磁共振数据中的每个部分都包括导航器数据。针对一些磁共振成像协议，所述数据可以是在几分钟的时间段内采集的。所述磁共振数据的所述部分指在完整协议期间采集的磁共振数据的部分。
[0021]本文中使用的导航器数据涵盖指示对象的运动的磁共振数据。例如如果对象在内部和外部完全静止，则所述导航器数据不应改变。然而，如果所述对象正在移动或者内部正在移动，则所述导航器数据可以用于表示或量化该运动。在一些实施例中，所述导航器数据可以是单独采集的导航器数据，其是以与磁共振数据的(一个或多个)部分交叉的方式被采集的。所述导航器数据也可以是图像数据和/或k空间中的数据，其是从所述磁共振数据的所述部分提取的。可以使用不同类型的导航器。例如，所述导航器数据可以是一维信号或投影，如中心k空间线。F导航器(平行于中心k空间线的k空间线)、O导航器(绕k空间原点的圆)是范例。对较高维度的数据的测量结果(例如小图像或它们的子集)也可以用作导航器。
[0022]机器可执行指令的执行还令所述处理器通过从所述磁共振数据中的每个部分提取所述导航器数据来重复地创建导航器向量的集合。在对所述导航器数据的每次采集之后，构建导航器向量，并且之后将导航器向量添加到导航器向量的集合中。
[0023]机器可执行指令的