通过交错垂直获取动态2D心血管MRI进行前瞻性切片跟踪的制作方法

本技术涉及用于生成心脏的mr图像的方法、相应的mr成像系统、包括程序代码的计算机程序以及最后但并非最不重要的包括计算机程序的载体。

背景技术：

1、动态2d心血管mri(磁共振成像)受到动态时间序列的获取之间的呼吸运动的挑战。对于任何2d mr成像，呼吸运动的影响可以分为两个类别：1)作为心脏在成像的2d平面内(平面内)的动态之间的运动，以及2)作为心脏在获取之间(跨平面)在成像的2d平面内和外的运动。平面内(in-plane)和跨平面(through-plane)运动的影响和可见性可能因解剖结构和指定的切片位置而不同，但对于心血管mri中使用的标准切片取向(尤其是短轴)，这两者通常都很重要。另外，在深呼吸期间，这两种显著运动可能间歇地即不规则和不可预测地出现。

2、虽然可以通过基于图像的运动校正来回顾性地校正平面内运动，但是跨平面运动的问题是：获取本身不再包含运动部分，使得回顾性的基于图像的运动校正不可能，并且需要某种形式的前瞻性校正(例如，切片跟踪)。跨平面运动对于灌注量化尤其有害，灌注量化通常涉及心脏内相同位置的长动态数据窗。

3、在每次单独获取之前，通常使用单独的导航器获取来实现前瞻性运动校正。来自该导航器的信息可以用于拒绝接受窗之外的数据以及/或者根据由导航器指示的运动使随后获取的切片位置偏移。

4、对于分割的3d心血管成像，这可以是膈肌上的1d圆锥/笔形射束导航器，以估计沿着不同方向的运动，并且前瞻性地通知(即，偏移)后续图像获取或回顾性地校正数据。

5、对于动态2d成像，利用1d膈肌导航器进行前瞻性切片跟踪是可能的，但仍然存在几个问题：

6、1)膈肌与心肌运动之间的固定跟踪因子的假设或者潜在不精确学习阶段的必要性，其不包括间歇性或单个深呼吸事件。

7、2)1d导航器与通常在动态成像中采用的反转或饱和-准备脉冲之间的复杂相互作用，需要使用潜在地影响实际诊断图像获取的附加恢复脉冲。

8、3)将膈肌feat-head运动应用于心肌短轴切片，其取向取决于单独的解剖结构，其中feat-head不一定是对跨平面运动的唯一贡献。

9、因此，需要克服上面提到的问题，并且提供一种用于心脏的mr成像的方法，在该方法中，可以以有效方式克服发生跨平面运动。

技术实现思路

1、通过独立权利要求的特征满足这一需求。在从属权利要求中描述了另外的方面。

2、根据第一方面，提供了一种用于生成心脏的mr图像的方法，其中，该方法包括以下步骤：在参考心跳期间获取和重建心脏的第一组2d参考图像，其中，第一组包括沿着穿过心脏的第一参考平面位置获取的第一参考图像。此外，在第二心跳期间获取心脏的第二组2d图像，其中，第二组的这种获取包括获取沿着第一参考平面获取的第二组中的第一图像的步骤。基于第一参考图像和第二组中的第一图像，确定心脏在第一参考平面位置的图像平面中的第一平面内位移。然后，基于从第一参考图像和第二组中的第一图像确定的所确定的第一平面内位移，针对要垂直于第二组中的第一图像获取的第二组中的第二图像来确定偏移的平面位置。此外，获取并重建沿着偏移的平面位置的第二图像，其中第一组2d图像中的所有图像和第二组2d图像中的所有图像都是诊断相关图像。

3、因为第二组中的第二图像垂直于所述组中的每一个中的第一图像，所以可以确定每个组中的第一图像中的跨平面运动，其中它是平面内运动，其中当图像平面垂直时，对于每个组中的相应第二图像，它是跨平面运动。在确定在第二心跳期间第二组中的第二图像之前，可以使用任何种类的匹配算法来确定平面内位移，在所述任何种类的匹配算法中，将第一参考图像或该图像中的任何解剖标志与沿着相同平面位置获取的第二组中的第一图像进行比较。对于垂直取向，这对应于第二图像的图像取向的跨平面移动，使得在针对第二组中的第二图像定位第二或偏移的平面位置时，可以考虑这种位移。

4、优选地，第二组包括n个图像，其中，对于第二组中的附加图像2至n，附加图像中的每一个的平面位置彼此平行并且垂直于第一参考平面位置。在此，可以基于该第一平面内位移来确定附加图像中的每一个的平面位置。第二组中的附加图像都是穿过心脏的平行平面，例如在穿过心脏的不同位置处的心脏的短轴视图。对于所有这些图像，从相应的第一图像确定的平面内位移有助于设置和调整第二心跳中的图像平面，使得与第一组图像相比，在图像中示出基本上相同的解剖区域。

5、在另一个实施方式中，可以以如下方式获取和重建第一组：它包括在参考心跳期间获取和重建n个参考图像，其中第二组图像也包括n个图像。对于两个组，图像n的图像平面位置可能垂直于两个组中的图像n+1的图像平面位置，并且n是1和n-1之间的整数，其中基于利用第一组中的图像n和第二组中的图像n确定的相应平面内位移，针对第二组中的图像n+1来确定偏移的平面位置。在此，可以基于当前和先前心跳中的先前图像来校正第二心跳中的第二组中的每个图像。这成为可能，因为每个连续图像具有垂直于直接先前图像的图像平面。因此，如果第一图像平面是短轴视图，则随后的图像平面是长轴视图，反之亦然。

6、在此，第一组中的每个第二图像和第二组中的每个第二图像可能具有沿着相同图像平面例如沿着心脏的长轴或沿着心脏的短轴的平面位置，其中，中间图像具有垂直图像平面。

7、此外，第一组和第二组中的每个组中具有奇数图像编号的图像可以表示沿着心脏的长轴的心脏的图像，其中第一组和第二组中的每个组中具有偶数图像编号的图像表示沿着心脏的短轴的心脏的图像。以相同的方式，具有奇数图像编号的图像可以是短轴视图，而具有偶数图像编号的图像可以是长轴视图。

8、优选地，第二组中的第二图像和另一参考图像在心脏内基本上具有相同的解剖位置。这成为可能，因为从相应的第一图像确定的平面内运动有助于获得第二图像在垂直平面中的跨平面运动和图像平面位置。

9、此外，该方法可以包括以下步骤：重建在第一组和第二组中获取的图像中的每一个的最终版本，其中与用于确定平面内位移的第一图像和第一参考图像相比，最终版本各自具有更高的分辨率。由于每个组中的第一图像的重建和平面内位移的确定必须发生在第二心跳内，使得可以在第二组图像中获取第二图像，所以快速成像序列和重建是必需的。通过示例的方式，可以使用成像序列，在该成像序列中，在单个激励rf脉冲之后获取用于重建图像中的每一个的mr信号。因此，成像序列可以是单次激发成像序列，并且可以优选地是基于梯度回波的成像序列。

10、此外，可以针对第一参考图像和第一图像使用匹配过程，在该匹配过程中，将第一参考图像的至少一个子集与第一图像的至少一个子集进行比较，以确定这两个图像中的平面内位移，该平面内位移对应于随后图像的跨平面位移。

11、对于任意数量的连续心跳，可以重复在第二心跳期间获取第二组2d图像的步骤和所有连续步骤。此外，可以在mr造影剂的施用期间应用具有所述步骤的该方法，并且第一组和第二组中所获取的图像表示mr造影剂流入至心脏中。

12、此外，提供了一种被配置成生成心脏的mr图像的相应的mr成像系统，其中该成像系统包括控制单元，该控制单元可以如上面讨论的或如在下面进一步详细讨论的那样进行操作。

13、此外，提供了一种包括程序代码的计算机程序，所述程序代码在由mr成像系统的控制单元执行时使mr成像系统执行如上面讨论的或如在下面进一步详细讨论的方法。

14、另外，提供了一种包括计算机程序的载体，其中载体是电信号、光信号、无线电信号和计算机可读存储介质之一。