在mri视场的采集期间pet场的并发采集的制作方法
【专利摘要】示范性实施例针对与采集单个磁共振视场的部分并发地对受检者的不同区采集多组正电子发射断层摄影（PET）数据。正电子发射断层摄影（PET）图像和磁共振（MR）图像可以使用组合的PET-MRI扫描仪来采集，其中，例如，来自MR视场的MR数据的第一部分可以与PET数据的第一采集并发地来采集，可以响应于组合的PET-MRI扫描仪中的床的位点中的变化而调整MR视场的位置，并且可以与PET数据的第二采集并发地采集来自MR视场的MR数据的第二部分。
【专利说明】在MRI视场的采集期间PET场的并发采集
【背景技术】
[0001]正电子发射断层摄影(PET)成像牵涉在感兴趣受检者中创建正电子发射放射性核的断层摄影图像。常规地，受检者(例如，人类患者)接收PET剂，例如放射性药剂，并且受检者被定位在包括检测器和检测电子器件的PET成像系统内。随着PET剂衰退，发射带正电荷的反电子(正电子)。对于常用的PET剂，正电子在与电子碰撞之前行进几毫秒通过受检者的组织，从而导致互相湮没。正电子/电子湮没导致具有近似511 keV能量的一对被反向引导的gamma射线。
[0002]当ga_a射线撞击检测器时，检测器发射光，其由检测电子器件检测。对应于发射光的信号作为ga_a射线的入射被处理。当两个ga_a射线在近似相同的时间冲撞定位相对的检测器的闪烁体时，并发发生被记录。处理这些并发发生来识别真实的并发发生事件，其被分组和整合来形成PET数据帧，这些PET数据帧可以重建为描绘受检者中的PET剂的分布的图像。
[0003]在医学成像中采用的另一个技术是磁共振成像(MRI)，其常规地使用强力磁体来形成强的均匀的静态磁场(即，“主磁场”)以使受检者组织中的氢核极化使得磁矩一般来说沿主磁场的方向对齐。MRI系统常规地包括梯度线圈，其响应于电流控制信号产生幅度更小(即，与主磁场相比)、在空间上变化的磁场。典型地，梯度线圈设计成产生磁场分量，其一般来说沿主磁场的轴对齐并且在幅度方面随着沿一个或多个轴的位置而不同。梯度线圈的效应是沿单个轴在磁场强度上形成小的斜坡并且在核自旋的共振频率上形成伴随。具有正交轴的三个梯度线圈典型地用于通过在身体中的每个位点处形成签名共振频率而对MR信号“在空间上编码”。射频(RF)线圈用于在氢核的共振频率处或附近形成RF能量脉冲。这些线圈用于以受控的方式将能量添加到核自旋系统。因为核自旋接着松弛回到它们的剩余能量状态，它们采用RF信号(其可以作为MR数据被MRI系统检测)的形式放弃能量，并且与多个额外的这样的信号组合可用于使用计算机和已知的算法重建MR图像。
[0004]近年来，已经开发混合或组合PET-MRI扫描仪使得可以使用单个医学成像扫描仪采集PET和MRI图像。尽管这些常规的组合PET-MRI扫描仪可以在独立和单独PET扫描仪和MRI扫描仪上提供效率，PET和MRI扫描仪组合成单个扫描仪在实现这样的效率并且确保高质量图像采集方面呈现困难的挑战。
【发明内容】
[0005]本公开的示范性实施例针对与从单个磁共振视场采集数据的部分并发地对受检者的不同区采集多组正电子发射断层摄影(PET)数据。因为MR数据采集可能比PET数据采集需要更大量的时间，MR数据采集可以跨PET数据采集序列分割来实现组合的PET-MRI扫描仪的效率。在示范性实施例中，因为在执行PET数据采集时对规定的视场采集MR数据的仅一部分，执行扫描序列所需要的总时间可以通过常规的方法而减少。
[0006]在一个实施例中，公开组合的正电子发射断层摄影(PET)和磁共振成像(MRI)系统。该系统包括PET成像组件、MRI组件和控制器。这些PET成像组件形成PET扫描仪部分并且这些MRI组件形成组合的PET-MRI扫描仪的MRI扫描仪部分。控制器与PET成像组件和MRI组件通信来控制MRI扫描仪部分以在PET数据采集序列上对规定的视场的MR数据采集分割来与不同组的PET数据采集并发地采集该视场的MR数据。
[0007]在一些实施例中，该系统可以包括相对于PET空间覆盖区域(与PET扫描仪部分关联)和MRI空间覆盖区域(与MRI扫描仪部分关联)设置并且能移动的支承结构(例如，用于支承要成像的受检者的床或台)。可以对控制器编程以基于支承结构的位置来控制PET数据和MRI数据的采集。对视场的MR数据的采集可以在支承结构的至少两个位置上分配。可以在该至少两个位置中的第一个处执行PET采集序列中的第一 PET数据采集。可以在该至少两个位置中的第二个处执行PET采集序列中的第二 PET数据采集。关于第一位置采集的MR数据可以代表k空间的第一部分(例如，一半)并且关于第二位置采集的MR数据可以代表k空间的第二部分(例如，剩余的一半)。在一些实施例中，对控制器编程来控制MRI扫描仪部分以与第一 PET数据采集并发地采集k空间的第一部分并且与第二 PET数据采集并发地采集k空间的第二部分。
[0008]在另一个实施例中，公开用组合的PET-MRI扫描仪捕获正电子发射断层摄影(PET)图像和磁共振(MR)图像的方法。该方法包括:与PET数据的第一采集并发地从MR视场采集MR数据的第一部分；调整MR视场的位置来补偿组合的PET-MRI扫描仪的床的位点中的变化并且从而在相同的解剖部分上维持MR视场，同时与PET数据的第二采集并发地从MR视场采集MR数据的第二部分。在一些实施例中，可以响应于组合的PET-MRI扫描仪的床的位点中的另一个变化而调整MR视场的位置，同时可以与PET数据的第三采集并发地从MR视场采集MR数据的第三部分。
[0009]在一些实施例中，从视场采集的MR数据的第一部分代表k空间的第一部分并且从视场采集的MR数据的第二部分代表k空间的第二部分。k空间的第一部分可以对应于k空间中的一半并且k空间的第二部分可以对应于k空间中的剩余一半。
[0010]在一些实施例中，该方法还可以包括重建从视场采集的MR数据的第一部分来生成复杂的MR图像的第一栈、重建从视场采集的MR数据的第二部分来生成复杂的MR图像的第二栈以及将第一和第二栈组合来形成MR图像的单个栈，其与第一和第二栈相比具有减少的混叠。第一和第二栈的MR图像可以在组合第一和第二栈之前展开。
[0011 ] 在一些实施例中，该方法还可以包括首先将来自视场的MR数据的第一和第二部分组合并且接着重建从视场采集的全组MR数据来生成MR图像栈。
[0012]在一些实施例中，对来自视场的MR数据采集的第二部分调整MR视场的位置可以通过使视场移位来使视场与从视场采集MR数据的第一部分所针对的受检者的区对齐而执行。视场可以通过调整组合的PET-MRI扫描仪的MR接收器频率或调整MR接收器的MR信号接收的相位中的至少一个而移位。
[0013]在一些实施例中，MR数据可以作为笛卡尔k空间或作为非笛卡尔k空间而被采集。
[0014]提供一种组合的正电子发射断层摄影(PET)和磁共振成像(MRI)系统，其包括: PET成像组件，其形成所述组合的PET-MRI扫描仪的PET扫描仪部分；
MRI组件，其形成所述组合的PET-MRI扫描仪的MRI扫描仪部分；以及控制器，其与所述PET成像组件和所述MRI组件通信来控制所述MRI扫描仪部分以在来自较小PET视场的PET数据采集序列上对MRI视场的MR数据采集分割并且与不同组的PET数据采集并发地采集所述MRI视场的MR数据。
[0015]优选的，所述系统进一步包括相对于PET空间覆盖区域和MRI空间覆盖区域设置并且能移动的支承结构，所述PET空间覆盖区域与所述PET扫描仪部分关联，所述MRI空间覆盖区域与所述MRI扫描仪部分关联，
其中对所述控制器编程以基于所述支承结构的位置控制PET数据和MR数据的采集。
[0016]优选的，对所述视场的MR数据的采集在所述支承结构的至少两个位置上分配，在所述至少两个位置中的第一个处执行PET采集序列中的第一 PET数据采集，并且在所述至少两个位置中的第二个处执行PET采集序列中的第二 PET数据采集。
[0017]优选的，关于所述第一位置采集的MR数据代表k空间的第一部分并且关于所述第二位置采集的所述MR数据代表k空间的第二部分。
[0018]优选的，对所述控制器编程来控制所述MRI扫描仪以与所述第一 PET数据采集并发地采集k空间的所述第一部分并且与所述第二 PET数据采集并发地采集k空间的所述第二部分。
[0019]优选的，k空间的所述第一部分对应于k空间中的一半并且k空间的所述第二部分对应于k空间中的剩余一半。
[0020]优选的，所述MRI扫描仪包括梯度线圈并且对所述控制器编程来控制所述梯度线圈以对所述MRI视场采集k空间数据。
[0021 ] 优选的，通过k空间在笛卡尔轨迹上采集所述MR数据或通过k空间在非笛卡尔轨迹上采集所述MR数据。
[0022]提供一种用组合的PET-MRI扫描仪捕获正电子发射断层摄影(PET)图像和磁共振(MR)图像的方法，其包括:
与PET数据的第一采集并发地从MR视场采集MR数据的第一部分；
响应于所述组合的PET-MRI扫描仪的床的位点中的变化而调整所述MR视场的位置；以
及
与PET数据的第二采集并发地从所述MR视场采集MR数据的第二部分。
[0023]优选的，从所述视场采集的MR数据的第一部分代表k空间的第一部分并且从所述视场采集的MR数据的第二部分代表k空间的第二部分。
[0024]优选的，k空间的所述第一部分对应于k空间中的一半并且k空间的所述第二部分对应于k空间中的剩余一半。
[0025]优选的，所述方法进一步包括:
重建从所述视场采集的MR数据的第一部分来生成MR图像的第一栈；
重建从所述视场采集的MR数据的第二部分来生成MR图像的第二栈；以及使所述第一和第二栈组合来形成MR图像的单个栈，其与所述第一和第二栈相比具有减少的混置。
[0026]优选的，所述方法进一步包括:
将所述视场的所述第一和第二部分的MR数据组合；以及
重建对所述视场的所述第一和第二部分采集的MR数据来生成MR图像栈。
[0027]优选的，所述方法进一步包括:
响应于所述组合的PET-MRI扫描仪的床的位点中的另一个变化而调整所述MR视场的位置；以及
与PET数据的第三采集并发地从所述MR视场采集MR数据的第三部分。
[0028]预想实施例的任何组合或排列。其他目的和特征将从下列与附图结合来考虑的详细描述变得明显。然而，要理解图仅作为图示而不是作为对本发明的限制的定义来设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1图示根据本公开的示范性实施例的示范性组合的PET-MRI扫描仪。
[0030]图2图示图1的扫描仪在相对于PET成像组件的空间覆盖以及与MRI组件关联的空间覆盖的第一位置处的实施例的床。
[0031]图3图示图1的扫描仪在相对于PET成像组件的空间覆盖以及与MRI组件关联的空间覆盖的第二位置处的实施例的床。
[0032]图4A图示k空间数据(其对应于磁共振图像捕获的读出)的示范性线。
[0033]图4B图示k空间数据中的一半(其对应于规定的床位置处的磁共振图像捕获的读出)的示范性线。
[0034]图4C图示对图4B的k空间数据中的互补一半(其对应于另一个规定的床位置处的磁共振图像捕获的读出)的示范性线。
[0035]图5是根据本公开的示范性实施例的示范性图像捕获过程的流程图。
[0036]图6是用于实现本公开的示范性实施例的示范性计算系统。
【具体实施方式】
[0037]本公开的示范性实施例针对与从单个磁共振视场采集数据的部分并发地对受检者的不同区采集多组正电子发射断层摄影(PET)数据。例如，本公开的示范性实施例可以与PET数据的第一采集并发地从MR视场采集MR数据的第一部分并且可以与PET数据的第二采集并发地从MR视场采集MR数据的第二部分。床的位置可以在采集之间改变使得在可以在不同的床位置上采集对应于受检者的相同或大致上相同的区的MR数据时可以采集受检者的不同区的PET数据。
[0038]通过对跨PET数据采集序列的MR数据采集分割，组合的PET-MRI扫描仪的效率可以因为MR数据采集可比PET数据采集需要更大量的时间而实现。在示范性实施例中，因为在执行PET数据采集时对规定的视场仅采集MR数据的一部分，执行扫描序列所需要的总时间可以通过常规的方法而减少。
[0039]如本文使用的，“并发”指在相同的时段内采集PET数据和MRI数据。可以同时采集(即，在相同的时间)、可以大致上同时采集(即，在近似相同的时间)、可以以在PET数据采集与MR数据采集之间来回转换采集这样的交错方式采集和/或可以用别的方式在相同的时段内采集数据。
[0040]图1说明混合或组合的正电子发射断层摄影(PET)-磁共振成像(MRI)扫描仪10。该扫描仪10 —般来说可以沿纵轴L从近端12纵向延伸到远端14。扫描仪10可以包括:形成MRI扫描仪部分的MRI组件16，其配置成采集MR数据；形成PET图像扫描仪部分的PET成像组件18，其配置成采集PET图像数据；和支承结构，例如床20 (或台)，其配置成沿纵轴L从近端12平移到远端14来将床20相对于MRI组件16和PET成像组件18而定位。在一些实施例中，与MRI组件16关联的空间覆盖区域(例如，可以在其上执行单个MR数据采集的最大纵向距离)以及与PET组件18关联的空间覆盖(例如，可以在其上执行单个PET采集的最大纵向距离)可不同。例如，在一个示范性实施例中，在纵向方向上，单个MR数据采集可以覆盖，例如近似60cm，而单个PET采集可以覆盖，例如近似25cm。
[0041]MRI组件16可以包括磁体组装件22和梯度线圈组装件24，其可以独立或作为磁体组装件22的一部分而实现。磁体组装件22可以包括极化主磁体26和线圈组装件28，其可以实现为射频(RF)线圈和相控阵接收线圈。磁体组装件22的线圈组装件28可以配置成发送刺激脉冲并且响应于这些刺激脉冲而接收从受检者辐射的激励脉冲。梯度组装件24可以包括一个或多个物理梯度线圈(例如，具有正交轴的三个梯度线圈)，用于产生磁场梯度以根据k空间或原始数据矩阵在空间上对从扫描仪10输出的采集MR数据编码。在示范性实施例中，可以实现一个或多个k轨迹例如笛卡尔k轨迹、螺旋k轨迹、锥形k轨迹、径向k轨迹和/或任何其他适合的k轨迹。
[0042]扫描仪10的PET成像组件18可以包括正电子发射检测器30，其配置成检测来自正电子湮没的gamma射线(从受检者发射)。检测器30可以包括闪烁体和光电检测电子器件。检测器30可以具有 任何适合的构造并且具有用于采集PET数据的任何适合的布置。例如，在示范性实施例中，检测器30可以具有环形配置。由检测器30的闪烁体检测的gamma射线入射可以由检测器30的光电检测电子器件变换成电信号，其可以被调节和处理来输出可以将8&_&射线检测匹配为潜在的同时发生事件的数字信号。当两个8&_8射线近似彼此相对地冲撞检测器时，在沿检测器之间的线的一些地方发生正电子湮没，这是可能的(没有随机噪声与单个gamma射线检测的相互作用)。同时发生可以被分类并且整合为PET数据，其可以经由计算系统40被处理和/或存储。
[0043]在示范性实施例中，扫描仪10可以包括控制系统50，其具有处理装置(例如控制器52)用于控制扫描仪的操作。可以对控制系统50的控制器52编程来控制MRI组件16、PET组件18和/或床20的操作。尽管控制系统50描绘为被包括在扫描仪10中，本领域内技术人员将认识到控制系统或其部分可以独立或与扫描仪10分离地实现并且可以通信地耦合于扫描仪10。控制系统50可以与计算装置40通信使得可以经由计算系统40 (其通信地耦合于控制系统50)控制扫描仪10来向控制系统传送数据和/或命令以控制扫描仪10的操作。在一些实施例中，计算装置40可以经由通信网络54与控制系统50通信。
[0044]在示范性实施例中，计算系统40可以配置控制系统50和/或对其编程来控制MRI组件16、PET组件18和/或床20以响应于由计算装置40传送到控制系统50的指令、命令和/或请求而执行扫描序列。例如，用于采集MR图像的扫描序列的RF脉冲可以具有对应于要采集MR数据所在的数据采集窗的定时和长度的定时、强度和形状。可以在MR数据采集期间通过控制梯度线圈组装件24中的一个或多个物理梯度线圈产生梯度脉冲来产生磁场梯度以在空间上在k空间中的一个或多个线中对从扫描仪10输出的采集MR数据编码。由激励脉冲产生、由受检者中的激发核发射的MR信号可以被线圈组装件28感测，并且可以提供给计算系统用于处理。可以收集MR数据并且将其作为一组或多组原始k空间数据而输出。该原始k空间数据可以在重建(例如，经由傅里叶变换)MR图像中被计算装置40和/或另一个装置所利用。
[0045]MR数据采集的视场(FOV)可以由控制系统50 (例如，经由计算装置40)控制。在示范性实施例中，当在不同的床位置上采集单个MR FOV时，MR组件可以由控制系统50响应于床位置中的变化而控制以基于床移动的距离而使FOV移位。FOV可以与MRI空间覆盖区域同延或可以规定为小于MRI空间覆盖区域。FOV限定MRI扫描仪的成像区使得在FOV内的受检者的部分通过MRI扫描仪而成像。FOV的位点可以例如通过控制MR接收器的频率和/或MR接收器的相位而控制(例如，经由计算装置40和/或控制系统50)。
[0046]在示范性实施例中，可以对控制系统50编程来采集PET图像序列并且与每个PET图像采集并发(例如，同时、交错，等)地采集MR k空间的一部分。k空间中的每个部分的采集可以与采集PET图像并发地执行使得可以对单个MR图像栈采集多个PET图像。例如，受检者(例如，患者)可以靠在床20上并且床可以在近端12处沿纵轴L移到扫描仪10内以将受检者定位在相对于MRI组件16和PET组件18的空间覆盖区域的第一位点处。可以在PET空间覆盖区域上采集PET图像来对受检者的第一部分成像并且可以采集对应于MRI空间覆盖区域的MR数据(k空间)的一部分。随后，床20可以沿纵轴L进一步移入扫描仪10以将受检者定位在相对于MRI组件16和PET组件18的空间覆盖区域的第二位点处。可以在PET空间覆盖区域上(其中受检者在该位点处)采集第二 PET图像来对受检者的第二部分成像并且可以采集对应于MRI空间覆盖区域的MR数据的一部分。MR数据的部分可以组合来填充k空间以便重建MR图像。通过在多个PET数据采集上对k空间的采集分段，可以有效地利用组合的PET-MRI扫描仪10，这是因为完整的k空间数据集的采集可以比PET图像的采集花费更长的时间。
[0047]图2和3图示扫描仪10的床20相对于与MR组件16 (图1)关联的示范性MRI空间覆盖区域60和与PET成像组件18 (图1)关联的PET空间覆盖区域62的示范性位置。参考图2和3，虚线矩形61说明MRI空间覆盖区域60的周边并且虚线矩形63说明PET空间覆盖区域62的周边。如在图2和3中示出的，MRI空间覆盖区域60可以比PET空间覆盖区域62更长并且MRI空间覆盖区域60和PET空间覆盖区域62可以重叠和/或MRI空间覆盖区域60可以包含PET空间覆盖区域62。由于在本实施例中MRI空间覆盖区域60比PET空间覆盖区域62更长，MRI组件16可以比PET组件18采集更大的成像区。尽管在本实施例中MRI空间覆盖区域60和PET空间覆盖区域62重叠，本领域内技术人员将认识到可以实现扫描仪10的实施例使得空间覆盖区域60、62远离彼此被间隔开。此外，本领域内技术人员将认识到空间覆盖区域60、62的尺寸对于不同的扫描仪10的实施例可不同。
[0048]在示范性实施例中，当要由PET扫描仪组件18扫描的人体70的区64(例如，心脏66和肝脏68)超出PET空间覆盖区域62时，扫描仪10的床20可以相继被定位(经由控制系统50)以使人体70相对于PET空间覆盖区域62移动。例如，床20可以定位在沿纵轴L的第一位点处来采集PET数据，其对应于PET空间覆盖区域62 (图2)内的人体70的第一部分，并且可以定位在沿纵轴的第二位点处来采集PET数据，其对应于在PET空间覆盖区域62 (图3)内的人体70的第二相邻部分，使得床20可以相继被定位以对齐并且对人体70的不同区采集PET图像。例如，图2图示在相对于PET空间覆盖区域62的第一位置处用于采集心脏66的PET图像的扫描仪10的床20 (和人体70)并且图3图示在相对于PET空间覆盖区域62的第二位置处用于采集肝脏68的PET图像的床20 (和人体70)。可以规定床20的第一和第二位置使得身体70的相邻区被扫描。在一些实施例中，在床20的第一和第二位置之间可以存在重叠使得在床20的第一和第二位置两者中对于身体70的部分(其在PET空间覆盖区域内)的PET数据被采集两次。在一些实施例中，在床20的第一和第二位置之间没有重叠。
[0049]在本实施例中，心脏66和肝脏68可以包含在MRI空间覆盖区域60内使得可以采集MR数据来生成心脏66和肝脏68的MR图像而不用重新定位床20。在MRI空间覆盖区域60中对FOV采集MR数据所在的时段(例如，采集对应于MRI空间覆盖区域内的FOV的完整k空间数据集所需要的时间)可以大于对PET空间覆盖区域62采集PET数据所在的时段，使得MR数据和PET数据在它们相应的空间覆盖区域60、62上的并发采集的持续时间可以取决于对MRI空间覆盖区域采集MR数据所在的时段。例如，参考图2，在相对于MRI空间覆盖区域用于采集FOV的MR图像(其包括心脏66和肝脏68)以及相对于PET空间覆盖区域62用于并发采集心脏66的PET图像的第一位置处的扫描仪10的床20 (和人体70)。随后，参考图3，床20 (和人体70)可以移到第二位置来使肝脏与PET空间覆盖62对齐并且可以采集肝脏68的PET图像。上文的方法可以导致低效且耗时的图像采集过程；特别地，在要对身体70的不同区(例如，心脏66和肝脏68)采集PET图像时也如此。
[0050]在本公开的示范性实施例中，参考图2和3，可以对扫描仪10编程(例如，通过计算装置40)来将规定的FOV的MR数据的采集分割成暂时分离的采集序列使得在第一时段期间采集规定的FOV的MR数据的一部分并且在一个或多个随后的时段期间和/或在床的位置改变时采集规定的FOV的MR数据的一个或多个其他部分。可以在时段中的一个或多个期间采集对应于PET空间覆盖区域62的PET数据。例如，可以与PET数据采集并发地执行MR数据的每个部分的采集使得可以对单个FOV的MR数据采集来采集多组PET数据。例如，参考图2，扫描仪10的床20 (和人体70)可以移到相对于MRI空间覆盖区域60和PET空间覆盖区域62的第一位置来采集对应于FOV的k空间的第一部分(其包括心脏66和肝脏68)并且并发采集心脏66和 PET空间覆盖区域60内的周围区的PET数据。随后，参考图3，床20 (和人体70)可以移到相对于MRI空间覆盖区域60和PET空间覆盖区域62的第二位置来采集对应于FOV的k空间的第二部分(其包括心脏66和肝脏68)并且并发采集肝脏68和PET空间覆盖区域62内的周围区的PET数据。
[0051]图2和3中的线72说明可以在每个采集时段期间并且根据本公开的一个实施例采集k空间的第一和第二部分所在的示范性MRI视场(FOV)。MRI FOV的位点可以通过控制MR接收器的频率和/或相位(例如，经由计算装置40和/或控制系统50)而确定。对应于FOV的k空间的第一和第二部分可以组合并且可以用于重建心脏66和肝脏68的MR图像栈。为了对不同的床位置维持大致上相同的FOV位点，FOV可以在MRI空间覆盖区域60内移位使得可以使用MRI组件16在不同的床位置处对规定的身体70的区成像。如果对心脏66和肝脏68采集MR数据，在床20处于第一和第二位置中时可以使用梯度线圈规定FOV来采集对应于心脏66和肝脏68的身体70的区的MR数据。例如，当床20处于第一位置中时，FOV可以在沿纵轴的一个方向上远离磁体等中心而移位，并且当床20移到第二位置时，FOV可以在相反的方向上移位使得FOV在两个床位置中覆盖身体70的大致上相同的区。如果MRI脉冲序列的梯度读出方向是在头-脚方向上(例如，沿纵轴)，FOV移位可以通过在读出期间改变MR接收器频率而实现。如果梯度读出方向与头-脚方向正交(例如，对纵轴是横的)，FOV中的移位可以通过改变MR信号接收的相位而实现。
[0052]图4A-C说明3D k空间82的线80中的MR数据采集。图4A图示3D k空间中的全MR数据采集(例如，采集k空间的线中的全部)。图4B图示当床20处于在图2中示出的第一位置中时在3D k空间中对规定的FOV的一半MR数据采集(例如，采集k空间中的线中的第一半)。图4C图示当床20处于在图3中示出的第二位置中时与图4B相比在3D k空间中对规定的FOV的互补MR数据采集(例如，对规定的FOV采集k空间中的线中的第二半)。在一些实施例中，在每个床位置处采集的k空间中的线的数量可以改变。作为一个示例，k空间中的线中的三分之二可以在床20的第一位置中采集并且k空间中的线中的剩余的三分之一可以在床20的第二位置中采集或反之亦然。
[0053]在示范性实施例中，可以利用在头-脚方向上(例如，沿纵轴)取向的梯度读出、利用原始数据或如在图4B-C中示出的那样填充的k空间来运行3D快速梯度回波序列。接收器频率可以偏移以对于在床处于第一位置时采集的k空间82中的那些线80使FOV在一个方向上移位，并且频率在相反的方向上偏移大致上相同的量以对于在床处于第二位置时采集的k空间82中的那些线80使FOV在相反方向上移位。如果梯度是线性的，MR数据集可以组合并且重建来形成图像栈。[0054]如果MR采集的梯度不是线性的，在床20处于不同的位置中时采集的k空间的线可以至少部分彼此不兼容。当在不同的床位置之间对k空间采样分割时，来自每个床位置的线可以被傅里叶变换来产生欠采样的复杂图像(其典型地示出混叠伪像)，并且混叠的复杂图像的每个栈可以被展开。当添加来自每个切片位置的两个欠采样的复杂图像或它们被组合时，混叠伪像可以消除，并且充分采样的图像栈产生，其相对于单独栈具有改进的信噪比(SNR)。
[0055]备选地，对于在图4B-C中示出的采样方案，在第一床位置(图4B)中采集的k空间线可以使用例如零差重建的半傅里叶方法和应用以矫直图像的梯度展开算法而重建为MR图像栈。第二组k空间线(图4C)可以相似地重建为MR图像栈并且被展开来矫直MR图像。可以添加来自每个床位置的MR图像来提供最后的图像栈。尽管图4A-C说明笛卡尔k空间轨迹，本领域内技术人员将认识到可以实现非笛卡尔轨迹。例如，在示范性实施例中，可以实现螺旋轨迹、锥形轨迹、径向轨迹和/或其他适合的非笛卡尔k空间轨迹。可以采集非笛卡尔轨迹的部分并且其可以用于生成MR图像的一个或多个栈。例如，可以在床处于第一位置中时采集非笛卡尔k空间轨迹中的一半并且在床处于第二位置中时采集非笛卡尔k空间轨迹中的第二半。
[0056]图5是用于PET数据和MR数据的并发采集的示范性采集过程的流程图。可以对成像受检者(例如，人类患者)给予PET剂并且受检者可以定位在扫描仪的床上。床可以沿纵向通过扫描仪的近端前进到PET-MR扫描仪内来将床和受检者定位在沿纵轴的第一位点处以使受检者的第一区(例如，心脏)与PET和MRI空间覆盖区域对齐(步骤90)。可以规定视场(FOV)位置并且可以调整MRI扫描仪的FOV位置来对应于要采集MR图像所针对的受检者的规定区(步骤92)。可以在床处于第一位点处时并发采集PET数据和MR数据(步骤94)。例如，可以在PET空间覆盖区域上采集PET数据并且可以从FOV采集对应于k空间的一部分的MR数据。
[0057]在已经从第一床位置采集PET数据和MR数据后，床可以沿纵轴并且朝扫描仪的远端进一步前进到扫描仪内来将床定位在第二位点处(步骤96)。在第二位点处，受检者的第二区可以与PET空间覆盖区域对齐。在示范性实施例中，受检者的该第二区可以与受检者的第一区相邻或可以远离受检者的第一区而间隔开。可以调整FOV位置(例如，被移位)来相对于要采集MR图像所针对的受检者的规定区(例如，与第一床位置相同或大致上相同的区)而定位FOV (步骤98)。可以在床处于第二位点处时并发采集PET数据和MR数据(步骤100)。例如，可以在PET空间覆盖区域上采集PET数据并且可以从FOV采集对应于k空间的一部分的MR数据。对身体的第一和第二区采集的PET数据可以用于生成第一和第二区的PET图像并且可以使用如本文描述的对第一和第二床位置采集的k空间的一部分来生成MRI图像使得可以对单个FOV的MRI采集来采集受检者的不同区的多组PET数据(步骤102)。[0058]尽管示范性实施例包括在两个床位点上对FOV的MRI采集分割，本领域内技术人员将认识到可以实现视场的其他组合。例如，在示范性实施例中，可以与来自三个位点的两个MR视场的MRI采集并发地对三个床位置采集PET数据，其中头-脚方向上的总覆盖对于PET和MR是相同的。此外，示范性实施例可以使用连续移动床成像而实现，其中随着床移动连续采集PET和MR数据两者。
[0059]图6是可用于实现本公开的示范性实施例的示范性计算装置110的框图。该计算装置110包括用于存储一个或多个计算机可执行指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质或用于实现示范性实施例的软件。该非暂时性计算机可读介质可包括(但不限于)一个或多个类型的硬件存储器、非暂时性有形介质(例如，一个或多个磁存储盘、一个或多个光盘、一个或多个闪速驱动器)等。例如，包括在计算装置110中的存储器116可存储计算机可读和计算机可执行指令或软件用于与扫描仪10接口和/或控制扫描仪10的操作。计算装置110还包括可配置和/或可编程处理器112和关联的核114，以及可选地，一个或多个额外的可配置和/或可编程处理装置，例如一个或多个处理器112’和一个或多个关联的核114’(例如，在具有多个处理器/核的计算机系统的情况下)，用于执行存储在存储器116中的计算机可读和计算机可执行指令或软件和用于控制系统硬件的其他程序。处理器112和一个或多个处理器112’各自可以是单核处理器或多核(114和114’)处理器。
[0060]可在计算装置110中采用虚拟化使得可动态地共享计算装置中的基础设施和资源。可提供虚拟机124来处理在多个处理器上运行的过程使得过程似乎仅使用一个计算资源而不是多个计算资源。多个虚拟机还可与一个处理器一起使用。
[0061]存储器116可包括计算机系统存储器或随机存取存储器，例如DRAM、SRAM、EDORAM等。存储器116也可包括其他类型的存储器，或其组合。
[0062]用户可通过例如计算机监测器的视觉显示装置128与计算装置110交互，该视觉显示装置128可显示根据示范性实施例提供的一个或多个用户接口 130。计算装置110可包括用于接收来自用户的输入的其他I/O装置，例如键盘或任何适合的多点触摸接口 118、指点装置120 (例如，鼠标)。键盘118和指点装置120可耦合于视觉显示装置128。计算装置110可包括其他适合的常规I/O外设。
[0063]计算装置110还可包括一个或多个存储装置134 (例如硬驱动器、⑶-ROM或其他计算机可读介质)用于存储数据和计算机可读指令和/或与本文描述的扫描仪10接口和/或控制其的操作的软件。示范性存储装置134还可存储一个或多个数据库，其用于存储实现示范性实施例所需要的任何适合的信息。例如，示范性存储装置134可以存储一个或多个数据库136，其用于存储信息，例如扫描序列、MR数据、PET数据、MR图像、PET图像和/或可以用于实现本公开的示范性实施例的任何其他信息。数据库可以在任何适合的时间通过手动或自动地更新以添加、删除和/或更新数据库中的一个或多个项。
[0064]计算装置110可以包括网络接口 122，其配置成经由一个或多个网络装置132而通过多种连接与一个或多个网络(例如局域网(LAN)、广域网(WAN)或因特网)接口，所述多种连接包括但不限于，标准电话线、LAN或WAN链路(例如，802.11、Tl、T3、56kb、X.25)、宽带连接(例如，ISDN、帧中继、ATM)、无线连接、控制器区域网(CAN)或上文中的任何或全部中的一些组合。网络接口 122可包括内置网络适配器、网络接口卡、PCMCIA网络卡、卡总线网络适配器、无线网络适配器、USB网络适配器、调制解调器或适合于使计算装置110接口到能够通信并且执行本文描述的操作的任何类型的网络的任何其他装置。此外，计算装置110可以是任何计算机系统，例如工作站、台式计算机、服务器、膝上型计算机、手持式计算机、平板计算机或能够通信并且具有足够的处理器能力和存储器容量来执行本文描述的操作的其他形式的计算或电信装置。
[0065]计算装置110可运行任何操作系统126,例如Microsoft? Windows?操作系统的版本中任一个、Unix和Linux操作系统的不同发行版、Macintosh计算机的MacOS?的任何版本、任何嵌入式操作系统、任何实时操作系统、任何开源操作系统、任何专有操作系统或能够在计算装置上运行并且执行本文描述的操作的任何其他操作系统。在示范性实施例中，操作系统126可采用本地模式或仿真模式运行。在示范性实施例中，操作系统126可在一个或多个云机器情形上运行。
[0066]在描述的示范性实施例中，为了清楚起见，使用专有术语。为了描述目的，每个专有术语规定为至少包括采用相似的方式操作来实现相似目的的所有技术和功能等同物。另外，在其中特定示范性实施例包括多个系统元件、装置组件或方法步骤的一些情形中，那些元件、组件或步骤可用单个元件、组件或步骤来取代。同样，单个元件、组件或步骤可用起到相同目的的多个元件、组件或步骤来取代。此外，尽管已经示出示范性实施例并且参考其特定实施例来描述它们，本领域内技术人员将理解可在其中做出在形式和细节上的各种替代和更改而不偏离本发明的范围。更进一步地，其他方面、功能和优势也在本发明的范围内。
[0067]在本文为了说明目的提供示范性流程图并且它们是方法的非限制性示例。本领域内普通技术人员之一将认识到示范性方法可包括比在示范性流程图中图示的那些更多或更少的步骤，并且示范性流程图中的步骤可采用与在说明性流程图中示出的顺序不同的顺序来执行。
[0068]部件列表
【权利要求】
1.一种组合的正电子发射断层摄影(PET)和磁共振成像(MRI)系统，包括: PET成像组件，其形成所述组合的PET-MRI扫描仪的PET扫描仪部分； MRI组件，其形成所述组合的PET-MRI扫描仪的MRI扫描仪部分；以及 控制器，其与所述PET成像组件和所述MRI组件通信来控制所述MRI扫描仪部分以在来自较小PET视场的PET数据采集序列上对MRI视场的MR数据采集分割并且与不同组的PET数据采集并发地采集所述MRI视场的MR数据。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括相对于PET空间覆盖区域和MRI空间覆盖区域设置并且能移动的支承结构，所述PET空间覆盖区域与所述PET扫描仪部分关联，所述MRI空间覆盖区域与所述MRI扫描仪部分关联， 其中对所述控制器编程以基于所述支承结构的位置控制PET数据和MR数据的采集。
3.如权利要求2所述的系统，其中，对所述视场的MR数据的采集在所述支承结构的至少两个位置上分配，在所述至少两个位置中的第一个处执行PET采集序列中的第一 PET数据采集，并且在所述至少两个位置中的第二个处执行PET采集序列中的第二 PET数据采集。
4.如权利要求3所述的系统，其中，关于所述第一位置采集的MR数据代表k空间的第一部分并且关于所述第二位置采集的所述MR数据代表k空间的第二部分。
5.如权利要求4所述的系统，其中，对所述控制器编程来控制所述MRI扫描仪以与所述第一 PET数据采集并发地采集k空间的所述第一部分并且与所述第二 PET数据采集并发地采集k空间的所述第二部分。
6.如权利要求5所述的系`统，其中，k空间的所述第一部分对应于k空间中的一半并且k空间的所述第二部分对应于k空间中的剩余一半。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述MRI扫描仪包括梯度线圈并且对所述控制器编程来控制所述梯度线圈以对所述MRI视场采集k空间数据。
8.如权利要求1所述的系统，其中，通过k空间在笛卡尔轨迹上采集所述MR数据或通过k空间在非笛卡尔轨迹上采集所述MR数据。
9.一种用组合的PET-MRI扫描仪捕获正电子发射断层摄影(PET)图像和磁共振(MR)图像的方法，包括: 与PET数据的第一采集并发地从MR视场采集MR数据的第一部分； 响应于所述组合的PET-MRI扫描仪的床的位点中的变化而调整所述MR视场的位置；以及 与PET数据的第二采集并发地从所述MR视场采集MR数据的第二部分。
10.如权利要求9所述的方法，其中，从所述视场采集的MR数据的第一部分代表k空间的第一部分并且从所述视场采集的MR数据的第二部分代表k空间的第二部分。
【文档编号】A61B6/03GK103519813SQ201310266016
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】胡国蕐, C.J.哈迪, M.M.拉文德拉 申请人:通用电气公司