CN101273277A - 用于采集磁共振成像(mri)数据的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用磁共振成像(MRI)系统采集来自患者的图像数据的方法。所提出的方法包含步骤：a)预定义若干扫描几何构型(Op)，用于采集来自相对于患者(2)的至少一个感兴趣区域(ROI)(2b)的图像数据；b)执行至少一次扫描(j，k)，用于根据至少一个预定义扫描几何构型(Op)采集图像数据；c)在图像数据中分析感兴趣区域(2b)的位置以检测至少一个预定义扫描几何构型(Op)的偏差；d)如果所述偏差超过预定的阈值，则改变至少一个预定义扫描几何构型(Op)；以及e)重复步骤b)到d)直到已经执行了预定次数的扫描(j，k)。因而，借助于所提出的方法，极大地增强了这种预定义扫描几何构型的效用。

Description

用于采集磁共振成像(MRI)数据的系统和方法
技术领域
本发明通常涉及磁共振成像(MRI)。更具体地，本发明涉及一种使用预定义扫描几何构型采集患者的MR图像数据的方法和系统。
背景技术
利用核磁共振(NMR)已经成为借助于临床MRI设备无创采集患者体内，例如大脑的图像数据的标准程序。在这样的背景下，采用一种使用磁场梯度的技术，该技术允许获得患者中特定部位的NMR信号(构成NMR数据)。典型地，按照测量周期的系列以平面的方式扫描将要进行成像的区域(感兴趣区域，ROI)。将得到的NMR数据数字化并作进一步处理以便使用本领域技术人员已知的多种重建技术中的一种来重建图像。
现有技术的方法和系统已经介绍了具有所谓“命名的几何构型”的几何构型共享概念。在这样的背景下，MRI设备的用户定义了一些具有统一标识符，例如像“TRA”名称的扫描平面位置，下文称为扫描几何构型。一旦经用户确认扫描几何构型，这只需要一次，系统就用共同的几何构型，即共同的标识符来执行所有的扫描，其因此相对于患者共享相同的定向，但一般采用不同的MR对比度设置。更具体地，根据例如在现有技术文献NL 031229C中公开的已有方法，基于用户定义的扫描几何构型，首先采集所谓的搜索图像(scout image)。使用所述定向，MRI系统然后定义相应的扫描参数，例如磁梯度，并将待执行的扫描提交给专用控制单元。在采集特定图像帧之后，重建特定图像帧且一般将其写入数据库中。然后提交下一个扫描，直到所有的扫描结束。这样，现有技术文献NL 031229C公开了“几何构型共享”的使用。
然而，该方法具有如下缺点：在常规扫描期间患者常常无意地移动。然而，已知的方法和系统假设患者根本不移动，或仅以最小程度进行移动，因此所述扫描几何和对应的扫描参数仅定义一次，并且以后再没有更新。这会造成采集的ROI(即有关解剖结构的扫描切片)和相对于后序扫描的预期ROI(即准备从该扫描队列派遣给扫描器的队列扫描)之间的几何构型不匹配，其本应该理想地共享相同的几何构型。当读取多重对比扫描时，这意味着放射读取器不得不对扫描重新排序以匹配几何构型，这是代价高昂且费时的过程。
现有技术文献WO 01/84172 A1和CA 2 473 963 A1解决了与诸如功能MRI(fMRI)的MRI技术有关的运动校正问题，其中按各单个扫描(其在MR参数和对比度方面上等同)的时间序列执行每个单个扫描，即每个扫描包含多个分离的图像帧，并且患者在捕获这样的图像帧之间和/或捕获这样的图像帧期间移动。这也被称为“时间切片”的图像采集。为此，在所述扫描期间重复测量当前的患者运动，并且在执行时间序列的下一个扫描之前相应地调整MRI系统的至少一个扫描参数。更具体地，如前所述用户根据搜索图像定义扫描几何构型，其可依次用于定义各扫描参数。然后提交(时间切片)扫描并采集属于该扫描的特定图像帧N。在重建所述图像帧N之后，相对于相同扫描在时间序列中较早采集的图像帧N-1对所述图像帧N进行配准。配准结果用于推导变换矩阵T，其用于为后序图像帧N+1更新各扫描参数。这样，更新是纯粹的本地过程，这意味着在具有相似对比度的帧上执行图像配准，且图像配准只包含对RF激励频率和梯度波形的修改。在共享几何构型的背景下，该方法中在具有相同几何构型的后序扫描(即各自的时间序列)之间没有关系。再则，这可引起采集的ROI和后序扫描的预期ROI之间的几何构型不匹配，其本应该理想地共享相同的几何构型。
因而，在本领域中需要一种确保具有共同预定义几何构型的后序扫描能够有效地采集共享相对于患者的身体几何构型的图像数据的方法和系统。
本发明的目的在于提供一种用能克服上述缺点的磁共振成像(MRI)系统采集患者的图像数据的方法。本发明的目的还在于提供一种磁共振成像(MRI)系统，其克服了具有共同“命名的几何构型”的后序扫描不能有效地采集患者中不同区域(由于患者运动而一般与预期ROI不一致)的数据的缺点。此外，本发明对于其目的已经提供了一种适于实施根据本发明的上述方法的计算机程序产品。
发明内容
根据本发明的第一方面，该目的是通过提供一种用磁共振成像(MRI)系统采集来自患者的图像数据的方法来实现的，该方法包括下列步骤：
a)预定义若干扫描几何构型，用于采集来自相对于患者的至少一个感兴趣区域的图像数据，
b)执行至少一次扫描，用于根据至少一个预定义扫描几何构型采集图像数据，
c)在图像数据中分析感兴趣区域的位置以检测至少一个预定义扫描几何构型的偏差，
d)如果所述偏差超过预定阈值，则改变至少一个预定义扫描几何构型，以及
e)重复步骤b)到d)直到已经执行了预定次数的扫描。
在此背景下，将要在所述步骤b)中执行的扫描可以是部分的队列，并且将更新的几何构型应用到该队列中的所有扫描，这些扫描正等待提交给稀缺的扫描器资源。或者，在执行这些扫描之前可立即对其进行确认。这两种方法都是可行的并且遵从根据本发明的方法，虽然前者可能在实践上是优选的，如在引证文献NL 031229 C中描述的，其内容以引用方式并入到本说明书中。
因而，本发明的一般观念在于在使用预定义的命名扫描几何构型的环境下实施各几何构型共享扫描之间的运动校正，这在以前还未被考虑。需要非常具体的软件设计测量来实施独立于“扫描参数”存在的“几何构型”概念。附加的设计测量涉及管理扫描队列，和引入共享几何构型的数据库。此外，需要附加的“处理”来更新该数据库中共享的几何构型。最后，必须提供进一步的测量以便将修改的几何构型应用到仍在该队列中的(所有)扫描。如果使用预先确认扫描的队列概念，则各扫描可分别具有例如横向和矢状“视图”，即多个几何构型，以致向所有的所述视图应用特定的几何构型改变。
根据本发明提出了一种用磁共振成像(MRI)系统采集来自患者的图像数据的方法，该方法主要是对预定义扫描几何构型进行分析和更新，其能被重复用于采集来自患者的MR图像数据。这些几何构型由用户根据患者体内特定的感兴趣区域进行定义。一旦建立，可执行若干次扫描，这些扫描都共享相同的几何构型但是在MR参数和图像对比度方面一般不同。然而，这样的几何构型在扫描期间，即对于一系列(可能单独地时间切片的)扫描一般仅建立一次。如果患者在各扫描之间移动，则将存在实际的图像采集区域与患者解剖不匹配。因此建议在对每次扫描进行重建时分析感兴趣区域的位置并在下次扫描之前相应地更新扫描几何构型。如上所述，在该背景下术语“扫描”包括单次图像捕获过程(pass)以及时间序列的单独图像捕获过程(如在fMRI中的多帧采集)。
此处以及下面的说明书中，术语“位置”分别指的是ROI和患者的定向和部位。
相应地，术语“患者”决不仅限于人类，而是包含各种易于接受NRM技术的检查对象，例如广义上的生物物质。
术语“几何构型”定义为扫描定向(横向、冠状、矢状等)和覆盖(视野，例如250/300/430mm等)。
最后，术语“扫描”包括两种扫描，其包含仅单次图像帧采集过程，以及随在MR参数和对比度方面相等的时间序列的单独采集过程执行每个单独扫描的扫描技术，即每次扫描包含多个分离的图像帧。这也被称为“时间切片的”图像采集。
这样，所提出的方法实现了内扫描预期运动控制，由于本发明的方法在用相同的几何构型执行后序扫描之前对预定义的几何构型进行校正，因此其能广泛地使用共享的几何构型。
根据本发明的第二方面，该目的还借助于磁共振成像(MRI)系统来实现，该系统包括：
-磁体/线圈设备，用于使患者经受磁场并用于接收来自患者的NMR数据，以及
-与磁体/线圈设备关联的控制系统，
所述控制系统还包括：
-控制单元，用于根据至少一个预定义扫描几何构型控制磁体/线圈设备，所述至少一个预定义扫描几何构型用于采集来自相对于患者的至少一个感兴趣区域的NMR数据，
-几何构型单元，用于预定义至少一个扫描几何构型并用于向控制单元提供至少一个扫描几何构型，
-图像处理单元，用于将NMR数据转换成图像数据，以及
-几何构型更新装置，用于更新至少一个预定义扫描几何构型，其将在感兴趣区域的位置与至少一个预定义扫描几何构型的偏差超过预定阈值时被启动。
根据本发明的第三方面，该目的是进一步通过提供一种供在磁共振成像(MRI)系统中采集来自患者的图像数据的计算机程序产品实现的，该程序产品用于：
a)预定义若干扫描几何构型，用于采集来自相对于患者的至少一个感兴趣区域的图像数据，
b)执行至少一次扫描，用于根据至少一个预定义扫描几何构型采集图像数据，
c)在图像数据中分析感兴趣区域的位置以检测至少一个预定义扫描几何构型的偏差，
d)如果所述偏差超过预定阈值，则改变至少一个预定义扫描几何构型，以及
e)重复步骤b)到d)直到已经执行了预定次数的扫描。
作为所述阈值基础的标准被称为“充分非零”变换矩阵T，例如包括旋转角度α＞2-5°和/或平移超过2-5mm。
有利地，根据对本发明方法的进一步开发，提出了上面定义的方法步骤d)包括确定几何变换矩阵的步骤和将所述矩阵应用到至少一个预定几何构型的步骤。这样，通过应用该变换矩阵，任何数量的预定扫描几何构型，特别是所有预定义的几何构型都能在给定的MRI检查背景下进行更新。
根据本发明方法的变化，通过相对于来自第二扫描的数据对来自第一扫描的数据进行配准导出几何变换矩阵，如现有技术文献WO 2004/052206A1中描述的，其相应的公开内容以引用方式并入本文中。在根据本发明的MRI系统的相应实施例中，提供了一种配准单元，其适于相对于来自第二扫描的数据对来自第一扫描的数据进行配准，并且控制系统还包括几何变换生成装置，用于根据所述配准导出供几何构型更新装置在更新至少一个预定义扫描几何构型时使用的变换。或者，通过相对于解剖参考，即患者身体的解剖标志(其可不顾MR设置例如对比度的改变而在扫描图像的比较期间很容易地检索到)对来自扫描的数据进行配准可导出该几何变换矩阵。在根据本发明MRI系统的相应实施例中，提供了配准单元，其适于相对于解剖参考对来自扫描的数据进行配准，并且该控制系统还包括几何变换生成装置，用于根据所述配准导出供几何构型更新装置在更新至少一个预定义扫描几何构型时使用的变换。
为了同样的目的，在根据本发明方法的另一实施例中，在上面定义的步骤a)之前执行解剖搜索扫描，用于检测患者的解剖标志，并相对于所述解剖标志定义感兴趣区域。
或者，关于上面定义的步骤a)执行专门位置检测，用于检测患者的位置，并相对于所述患者位置定义感兴趣区域。为了精确确定患者的位置(其对于正确定义ROI和扫描几何构型至关重要)，如本领域技术人员已知的，所述专门位置检测可包括使用轨道MR导航仪、使用基准标记和使用外部光学检测装置中的至少一种。因此，本发明的MRI系统的另一实施例可包括专门位置检测装置，用于检测患者的位置。
在本发明方法的进一步优选开发中，在方法流程中插入执行附加的专门位置检测的附加步骤b′)，以为步骤c)中的位置分析提供输入数据。这样，本发明不是依靠用于检测ROI与预定义扫描几何构型偏差的图像配准技术，而是为高精度地确定是否由于患者移动必须更新预定义扫描几何构型而积极执行重复的位置测量。
在根据本发明的方法的又一实施例中，提出在对一组扫描中的每次扫描进行重建时，执行上述定义的步骤c)。这样本发明方法确保进行连续的几何构型更新从而产生预期ROI的最佳覆盖。
为了进一步提高所提出的MR图像采集方法的几何精度，根据对包括时间序列的图像帧采集的扫描的进一步开发，对上面定义的步骤b)中的至少一次扫描执行附加的预期运动校正(PMC)。例如，可将其应用到诸如扩散张量成像的成像技术，其中用多种对比度设置，所谓的“梯度定向”来采集同一ROI。在相应的开发中，根据本发明的系统可包括预期运动校正(PMC)单元，用于在包括时间序列的图像帧采集的扫描中更新至少一个扫描参数。
从下面参照附图对优选实施例的描述中可获得本发明另外的优点和特征。上面以及下面提到的特点可根据本发明单独或结合使用。所提到的实施例不应理解为穷尽列举而是关于本发明基本概念的示例。
附图说明
图1是符合本发明的MRI系统的示意性方块图；
图2是根据本发明的方法的第一实施例的流程图；以及
图3是根据本发明的方法的第二实施例的流程图。
具体实施方式
下面有关本发明的详细描述都引用了附图。在不同附图中可使用相同的参考数字以识别相同或相似的元件。
图1示出了用于采集来自检查对象2(例如患者)的图像数据的MRI系统1的方块图。系统1包括MRI检查舱或磁体室3，在其内部放置患者以供检查。在检查舱3内，系统1包括围绕患者2布置的磁体/线圈设备4。磁体/线圈设备4包括适于使患者2经受用于从患者2体内的特定部位2a(用“X”表示)引出NMR信号的特定磁场的多个功能单元(未示出)。所述功能单元一般对本领域的技术人员来说是已知的，并通常包括极化磁体、匀磁线圈、RF线圈和梯度线圈。所述特定部位2a一般借助于扫描技术得到扩展以定义患者2体内的所谓感兴趣区域2b(ROI)，为特定的检查目的收集来自该感兴趣区域的MR图像数据，并且借助于图1中的虚线框对其进行示出。
根据图1，检查舱3借助于收发链路6与控制系统5相关联。在较高层次等级上，控制系统5首先包括控制单元7，用于控制检查舱3，即其中所包含的磁体/线圈设备4的运行，并且用于接收患者的NMR数据，下文还称为图像数据。此外，控制系统5包括用于处理图像数据的图像处理单元8和用于图像配准的配准单元9，两者都与控制单元7连接。控制系统5还包括预期运动校正单元10(PMC单元)和几何构型单元11，后者用于根据本发明对预定义扫描几何构型进行定义、存储和更新。PMC单元10和几何构型单元11两者也都与控制单元7连接。控制系统5还与用户控制台12连接以供与用户13进行交互。
在较低层次等级上，控制系统5在控制单元7中包括控制处理器元件7.1、收发器元件7.2、脉冲发生器元件7.3、存储器元件7.4和(梯度)放大器元件7.5，其性能对本领域的技术人员来说是已知的。借助于前述各元件，控制单元7控制检查舱3的运行，例如通过向包含在磁体/线圈设备4中的RF线圈发射RF脉冲以在患者2体内产生特定磁场，并通过从磁体/线圈设备4接收在ROI 2b中产生的NMR信号。一般情况下，由处理器单元7.1和存储在存储器元件7.4中的控制程序(未示出)对控制单元7的操作进行控制，例如本领域的技术人员已知的，用于对由脉冲发生器单元7.3操作上配合梯度放大器元件7.5产生的RF脉冲和梯度波形进行修改。这样，可执行具有不同MR参数和对比度的扫描。特定示例将是T1-TSE，TE 30ms，TR 500ms，ETL 4；T2-TSE，TE 100ms，TR 4000ms，ETL 8；FLAIR＝具有反转恢复的T2-TSE；TR 10000ms；扩散SE-EPI，TE 70ms，TR 3s；所有都具有24个切片，每个切片6mm厚度。为了几何地勾勒扫描区域，即ROI 2b，如将在下面将要描述的，控制单元7使用由几何构型单元11提供的预定义扫描几何构型。
在图像处理单元8中，控制系统5还包括图像处理器元件8.1、图像缓冲器元件8.2和归档元件8.3。借助于这些元件，图像处理单元8适于临时存储由控制单元7接收的NMR图像数据；适于执行标准图像处理程序，例如傅立叶变换，从而导出特定的期望图像数据格式；以及适于为归档目的而准永久地存储后者。由于一般通过扫描患者2体内的扩展区域获得接收的图像数据，因此为产生期望的扫描图像而对所述数据进行缓冲和处理也被称为扫描重建。在这种背景下，诸如在fMRI中，术语“扫描”可包含单次扫描过程或时间序列的多次扫描过程。
在配准单元9中，控制系统5还包括配准处理器元件9.1和存储器元件9.2，它们可相对彼此联合操作以进行配准扫描，即比较不同的扫描图像和根据所述比较信息导出各扫描图像之间的偏差。根据本发明配准单元9.1适合于对具有不同MR参数和对比度的扫描进行相对配准(见上面)。
包含在控制系统5中的PMC单元10适于在图像数据的时间切片采集期间，即构成单次扫描的时间序列内进行关于修改扫描参数的预期运动控制，如通常从像现有技术文献WO 01/84172 A1或CA 2 473 963 A1中已知的。为此，根据本发明的MRI系统1还包括操作上与检查舱3和控制系统5配合的外部位置确定装置14，例如照相机装置，用于测量患者2的位置。另外，如本领域技术人员已知的，能够使用轨道MR导航仪信号或基准标记执行PMC。
在用户控制台12中，根据本发明的MRI系统1还包括控制台处理器元件12.1，用于控制输入装置12.2和输出装置12.3，分别例如键盘/鼠标和显示屏，借助于它用户13能分别影响系统运行和观看采集的图像数据。
在几何构型单元11中，控制系统5还包括几何构型处理器元件11.1和用于存储所述扫描几何构型的存储器元件11.2。由于包含在存储器元件11.2中的适当程序代码，因此几何构型单元11包括用于生成特定扫描几何构型(即特定扫描定向)的几何构型生成装置11.3、几何变换生成装置11.4和几何构型更新装置11.5。根据本发明，借助于几何构型单元11-其用作扫描几何构型计划单元-MRI系统1适于预定义将由按控制单元7产生的MR参数和对比度的多个不同扫描情境共享的扫描几何构型，并适于向控制单元7提供这些几何构型，用于相应地通过适配一个或若干扫描参数从患者2引出NMR信号。这些几何构型已经被称为“共享几何构型”。当必须用不同的MR参数和对比度设置对同一ROI 2b进行重复扫描时，这种几何构型的存在特别有用。从软件工程的观点看，该(预定义的)几何构型从而相对于扫描参数独立存在。如果使用扫描队列，则几何构型的更新触发了队列中所有待进行扫描的重新确认。
在对图1的上面描述中，已经描述了根据本发明的MRI系统的示例性实施例，知道在实践中可对它的一些功能单元，例如单元7-11进行不同的布置。特别是，数据处理能力可在各处理器元件之间共享，从而降低这些处理器元件的总数。例如，配准单元9、PMC单元10和几何构型单元11可有效地形成具有一个处理器元件和相关存储器元件的单个单元。另外，几何变换生成装置11.4可以是配准单元9的一部分(如图1中借助于虚线框标记9.3所示出的)。其他这类修改可由本领域的技术人员进行构思。
如果患者2在将要在控制单元7的控制下执行的两次编程扫描之间(无意地)移动，这两次编程扫描共享相同的预定义几何构型，即它们旨在接收来自共同的ROI 2b的数据，则如果该预定义扫描几何构型从未更新的话，通常会产生采集的ROI关于后序各扫描的几何不匹配。根据本发明，借助于控制单元7的存储器元件7.4中所包含的适当程序代码，首先控制MRI系统1执行若干搜索扫描，即检索来自患者2的图像数据，其可用于定义在扫描几何构型或扫描定向Op方面期望的ROI 2b。为此，用户13使用输出装置12.3分析各搜索图像，并使用输入装置12.2键入定向定义数据。在几何构型生成装置11.3中产生相应的定向Op，并可将其存储在控制单元7的存储器元件7.4中，或者-可选地或附加地-以预定义扫描几何构型形式(命名的几何构型)存储在几何构型单元11的存储器元件11.2中，所述预定义扫描几何构型旨在采集来自相对于患者2的至少一个期望感兴趣区域2b的NMR图像数据。基于定向Op，控制单元7定义了相应的扫描参数并随后提交该扫描，即执行必要的操作以将所需的控制信号发送给MR检查舱3和磁体/线圈设备4。如上所述，借助于与上述那些单元不同的功能单元能可选地执行一些前述功能，例如在将扫描，即相应的参数设置提交给控制单元7之前，借助于包含在几何构型单元11内的处理器元件11.1，使用可在几何构型单元11中执行的Op进行扫描参数的定义。然而，这种功能性分离仅可应用于本发明的实施例，其中所述功能单元7-11被设计成分离的物理实体，它是本发明MRI系统1仅有的可选特性。
在提交给定扫描k之后，采集相应的图像(或在时间切片采集情况下的一系列图像帧)，并在图像处理单元8中执行重建，如上所述。然后通过使用包含在图像处理单元8中的归档元件8.3将重建的图像或各图像帧写入数据库。然而，能将所述归档元件8.3可选地或附加地布置在控制系统5的外部，并且其可包括本领域技术人员已知的任何类型的存储设备，例如磁带驱动器、CD-ROM驱动器，或DVD-ROM驱动器。与所述归档过程并行地，在配准单元9中，基于相同的扫描定向Op，即相同的预定义几何构型，相对于较早采集的扫描j对来自本次扫描k的图像数据进行配准。或者，代替所述较早的扫描j，例如使用患者位置确定装置14检索到的适当参考数据可用于比较，并相应地结合扫描k执行另一专门位置检测。使用几何变换生成装置9.3、11.4，然后采用配准/比较的结果得到变换矩阵T，其指示后序扫描j、k之间ROI 2b的几何构型不匹配。如果T是充分的非零矩阵，接着由几何构型更新装置11.5应用矩阵T来更新预定义扫描定向/几何构型Op：Op′＝Op*T，其中“*”代表矩阵乘法，如上所述。为此，可将预定义或用户定义的阈值存储在适当的存储器元件中，例如存储器元件11.2，例如可使用处理器元件11.1将这些阈值与T的元素进行比较。由于患者的运动通常影响所有的预定义几何构型，因此应该优选地对各个存储元件7.4、11.2中存储的每个预定义扫描几何构型应用该变换。然后使用更新的扫描几何构型为待提交的下一个扫描定义新的扫描参数，这样直到完成所有待执行的扫描。
因而，根据本发明通过如下步骤用命名的几何构型在MRI系统操作中的各扫描之间实现对预期运动校正的模拟：
-执行解剖搜索扫描，
-计划感兴趣区域，即命名的几何构型，
-执行一组共享给定几何构型的扫描，以及
-在对每次扫描进行重建时，分析感兴趣区域的位置，并根据测得的ROI位置与计划的ROI位置的偏差，更新后序扫描的几何构型规定。
如上所述，结合或代替搜索扫描(参考扫描)并用于后序扫描地可执行专门位置检测，并且基于检测的定向改变更新预定义扫描几何构型。或者，在时间切片扫描的采集中，可由PMC单元10使用标准PMC以进一步增强ROI位置的校正。
图2示出了说明根据本发明用磁共振成像(MRI)系统，特别是用上述系统1采集来自患者的图像数据的方法的流程图。该方法开始于步骤S100。在后序步骤S101中，执行搜索扫描以采集能用于定义期望ROI的搜索图像。作为所述步骤S101的备选方案，可在步骤S101′中执行专门位置检测，其借助于图2的虚线框进行示出。基于搜索图像或位置检测，在随后的步骤S102中提示用户定义若干扫描定向Op，其可作为用于几何构型共享目的的预定义扫描几何构型进行存储，如上面参照图1详细解释地。在后序步骤S103中，使用扫描定向Op定义扫描参数。然后，在步骤S104中将给定的扫描(以下称为扫描k)提交给控制单元7(图1)，其通过向它自己的各子单元，例如收发器元件7.2和脉冲发生器元件7.3以及向检查装备，例如磁体/线圈设备4(图1)发出适当的控制信号，从而实际启动并控制数据采集。后序步骤S105包括对所述给定扫描k进行实际图像采集，即接收来自患者2的相应NMR数据，该数据在图像处理单元8(参见图1)中进行缓冲。在随后的步骤S106中，如前面所述，重建所述扫描。在后序步骤S107中将重建的扫描图像写入数据库。然后，在步骤S108中确定是否已经执行了所有的编程扫描。如果是这种情况(y)，则该方法于步骤S109终止。否则(n)，在后序步骤S110中，相对于较早采集的扫描j对扫描k进行配准。然而，扫描j、k共享相同的预定义扫描几何构型，即理想地它们从同一ROI中进行采集。然后，在步骤S111中，根据步骤S110中的配准结果，即实际的ROI关于计划的ROI的测得偏差或不匹配确定变换矩阵T。如果在后序步骤S112中发现矩阵T是充分非零矩阵(y)，则在随后的步骤S113中利用T来更新预定的扫描方向Op，即Op′＝Op*T，并且从步骤S103开始对该方法进行重复，其中用Op′代替Op。否则，基于步骤S103中的Op再次定义各扫描参数，使得能有效地再次使用若干早期定义的参数，如图2中虚线箭头所指示的。
作为上述步骤S110的备选方案，结合所述备选步骤S101′，根据本发明的方法可包括为每个给定扫描k执行另一专门位置检测的另一步骤S110′，在后序备选步骤S110″中将其与步骤S110′中采集的专门位置检测进行比较，以预定义所述扫描定向Op(见上面)。如前面所指出的，可在步骤S111中使用这一比较的结果以导出转换矩阵T，并随即更新预定义扫描定向Op。
除了上述扫描间的运动校正外，预期运动校正PMC可用于任何扫描k中，即在步骤S105的范围内(图2)，其具有多个时间切片采集，以下称为图像帧N，N＝1，2，3，...，其在如步骤S103中定义的MR参数和对比度方面是等同的。这在图3中详细描述。
图3示出了根据本发明另一实施例的流程图，其用作如前面参照图2描述的步骤S105的扩展(参见图2和3中的参考标记A、B)。在步骤S105a中，采集图像帧N。在后序步骤S105b中重建所述图像帧N，并在步骤S105c中将其写入数据库，于是在步骤S105d中确定是否本次扫描k结束。如果是这种情况(y)，则该方法继续到如前面参照图2描述的步骤S106。否则(n)，在步骤S105e中针对在时间序列中较早采集的图像帧N-1，重建本次采集的图像帧N，并且在后序步骤S105f中导出变换矩阵T′。矩阵T′考虑到在时间序列期间由于患者运动所造成的所述图像帧N-1、N的不匹配或偏差。然后，在步骤S105g中，局部地应用矩阵T′以更新仅用于后序图像帧N+1的扫描参数，于是从步骤S105a开始重复该方法直到所述扫描k结束。然后，该方法继续到如前面参照图2描述的步骤S106。
因而，本发明提供了一种用适当的磁共振成像(MRI)系统采集来自患者的图像数据的方法，该方法用克服了具有共同预定义的“命名的几何构型”的后序扫描不能有效地采集来自患者不同区域(其由于患者运动而一般与预期ROI不一致)的数据的缺陷。这样，极大地增强了这种预定扫描几何构型的效用。

Claims (16)

1、一种用磁共振成像(MRI)系统(1)采集来自患者(2)的图像数据的方法，包括下列步骤：
a)预定义若干扫描几何构型(Op)，用于采集来自相对于所述患者(2)的至少一个感兴趣区域(ROI)(2b)的图像数据，
b)执行至少一次扫描(j，k)，用于根据至少一个所述预定义扫描几何构型(Op)采集所述图像数据，
c)在所述图像数据中分析所述感兴趣区域(2b)的位置以检测所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)的偏差，
d)如果所述偏差超过预定阈值，则改变所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)，以及
e)重复步骤b)到d)直到已经执行了预定次数的扫描(j，k)。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d)还包括确定几何变换矩阵(T)的步骤和对所述至少一个预定义几何构型(Op)应用所述矩阵(T)的步骤。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述几何变换矩阵(T)是通过相对于来自第二次扫描(k)的数据对来自第一次扫描(j)的数据进行配准导出的。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述几何变换矩阵(T)是通过相对于解剖参考对来自扫描(j，k)的数据进行配准导出的。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当对一组扫描中的每次扫描(j，k)进行重建时，执行步骤c)。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于包括时间序列的图像帧采集的扫描(j，k)，对步骤b)中的至少一次扫描(j，k)执行附加的预期运动校正(PMC)。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)之前执行解剖搜索扫描，用于检测所述患者(2)的解剖标志，并且在于，相对于所述解剖标志定义所述感兴趣区域(ROI)(2b)。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)之前执行专门位置检测，用于检测所述患者(2)的位置，并且在于，相对于所述患者位置定义所述感兴趣区域(ROI)(2b)。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述专门位置检测包括使用轨道MR导航仪、使用基准标记和使用外部光学检测装置中的至少一个。
10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，执行附加的专门位置检测的附加步骤b′)为步骤c)中的所述位置分析提供输入数据。
11、一种磁共振成像(MRI)系统(1)，包括：
-磁体/线圈设备(4)，用于使患者(2)经受磁场并用于接收来自所述患者(2)的NMR数据，以及
-与所述磁体/线圈设备(4)关联的控制系统(5)，
所述控制系统(5)还包括：
-控制单元(7)，用于根据至少一个预定义扫描几何构型(Op)控制所述磁体/线圈设备(4)，所述至少一个预定义扫描几何构型用于采集来自相对于所述患者(2)的至少一个感兴趣区域(ROI)(2b)的NMR数据，
-几何构型单元(11)，用于预定义所述至少一个扫描几何构型(Op)并用于给所述控制单元(7)提供至少一个扫描几何构型(Op)，
-图像处理单元(8)，用于将所述NMR数据转换成图像数据，以及
-几何构型更新装置(11.5)，用于更新所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)，所述装置将在所述感兴趣区域(ROI)(2b)的位置与所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)的偏差超过预定阈值时被启动。
12、根据权利要求11所述的系统(1)，其特征在于，配准单元(9)，适于相对于来自第二次扫描(j)的数据对来自第一次扫描(k)的数据进行配准，其特征还在于，所述控制系统(5)包括几何变换生成装置(9.3，11.4)，用于根据所述配准导出供所述几何构型更新装置(11.5)在更新所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)时使用的变换(T)。
13、根据权利要求11所述的系统，其特征在于，配准单元(9)，适于相对于解剖参考对来自扫描(j，k)的数据进行配准，其特征还在于，所述控制系统(5)包括几何变换生成装置(9.3，11.4)，用于根据所述配准导出供所述几何构型更新装置(11.5)在更新所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)时使用的变换(T)。
14、根据权利要求11所述的系统，其特征还在于，专门的位置检测装置(14)，用于检测所述患者的位置。
15、根据权利要求11所述的系统，其特征在于，预期运动校正(PMC)单元(10)，用于更新在包括时间序列的图像帧采集(N)的扫描(j，k)中的至少一个扫描参数。
16、一种供在磁共振成像(MRI)系统(1)中采集来自患者(2)的图像数据使用的计算机程序产品，其用于：
a)预定义若干扫描几何构型(Op)，用于采集来自相对于所述患者(2)的至少一个感兴趣区域(ROI)(2b)的图像数据，
b)执行至少一次扫描(j，k)，用于根据至少一个所述预定义扫描几何构型(Op)采集所述图像数据，
c)在所述图像数据中分析所述感兴趣区域(ROI)(2b)的位置以检测所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)的偏差，
d)如果所述偏差超过预定阈值，则改变所述至少一个预定义扫描几何构型(Op)，以及
e)重复步骤b)到d)直到已经执行了预定次数的扫描(j，k)。
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