CN109073722B - 具有子团长度确定的时间编码的asl mri - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生成对象的一系列图像的成像系统(100)。在时间编码的ASL MRI的背景下，在对象的第一位置处生成流体团，其中，每个流体团包括一系列子团，并且其中，在流体团已经流动到第二位置之后，在对象的第二位置处获取所述一系列图像中的图像。基于所述一系列图像中的已经获取的图像中的至少一个图像来确定子团长度，其中，在第一位置处生成包括一系列子团的另一流体团，其中，这些子团中的至少之一具有所确定的子团长度，并且其中，在另一流体团已经从第一位置流动到第二位置之后，在对象的第二位置处获取所述一系列图像中的另一图像。

Description

具有子团长度确定的时间编码的ASL MRI
技术领域
本发明涉及用于生成对象的一系列图像的成像系统、成像方法和计算机程序。
背景技术
在临床诊断或生物医学研究中，血液动力学参数如血容量、渗透性和血流量(灌注)的确定与获取关于组织和器官的状态和功能的信息密切相关。对于许多应用而言，最重要的参数之一是血液在感兴趣组织中的灌注。
在医学成像中，使用不同的方法来确定该参数。例如，为了测量感兴趣组织内的血流量，可以将造影剂注射到患者的血液系统中，并且可以在不同的时间点获取感兴趣组织的若干图像。根据显示造影剂在不同时间点处在组织中的分布的所获取的图像，可以确定血液的灌注、动力学和动理学。
代替注射造影剂例如钆，可以使用其中使用内源造影剂如患者的血液的非侵入性造影技术。允许感兴趣组织中的血流量的时间分辨测量的这些非侵入性技术之一是动脉自旋标记(ASL)。
在ASL中，在某个位置处例如在患者的颈部处标记血液中的一部分，并且在其中标记的血液可以从标记位点行进到感兴趣组织的一定等待时间之后，优选地使用MR系统获取感兴趣组织的医学图像。通过使用这种非侵入性ASL技术来确定组织中的血液的灌注，结果极大地取决于血液的动脉通过时间(ATT)，即血液到达感兴趣组织的毛细血管床所需的时间。该ATT可以显示高变异性，尤其是在感兴趣组织的异常变化的情况下，这可以导致所谓的动脉通过延迟(ATD)伪影，其中，当来自感兴趣组织的MR信号——即，来自感兴趣组织内的标记血液的MR信号——在一些体素中由已经到达毛细血管床的标记血液生成而在一些体素中由仍然存在于动脉中并且还没有到达毛细血管床的标记血液生成时，出现ATD伪影。
在其中大脑是感兴趣组织的示例中，导致标记血液延迟流入毛细血管床的典型异常是例如狭窄、阿尔茨海默氏病或烟雾病。如果在这些情况下未相应地选择血液的标记与医学图像的获取之间的时间——即所谓的标记后延迟或流入时间——以使得血液能够完全扩展到感兴趣组织的毛细血管床中，则在灌注测量期间可能出现强烈的ATD伪影。由于ATT以及因此标记后延迟可能强烈依赖于个体患者，因此不可能向临床医师给出用于选择标记后延迟的一般建议。
已知用于测量血液灌注和流入感兴趣组织的不同ASL技术。为了测量流入时间(TI)依赖的信号变化，已知不同的方法。这些方法包括例如其中在独立的标记制备之后顺序地获取不同的TI的直接多TI技术。公知的高速度化是其中在一次标记制备之后获取多个不同的TI的Look-Locker方法。可以使用已知的Look-Locker方法或多TI方法来确定血液信号的时间发展，即，可以确定感兴趣组织中的血液的时间分辨的流入和灌注。然而，该技术只能与基于梯度回波的读出方法相结合。此外，例如，已知使用阿达玛(Hadamard)时间编码的伪连续ASL(te-pCASL)技术，该技术例如也在以下文章中进行了描述：M Guenther的“Highly efficient accelerated acquisition of perfusion inflow series byCycled Arterial Spin Labeling”，ISMRM第15届年会记录，第15卷，第380页(2007年)；W.Dai等的“Volumetric measurement of Perfusion and Arterial Transit Delayusing Hadamard Encoded Continuous Arterial Spin Labeling”，医学磁共振，第69卷，第1014页至第1022页(2012)以及W.M.Teeuwisse等的“Time-Encoded pseudoContinuousArterial Spin Labeling:Basic Properties and Timing Strategies for HumanApplications”，医学磁共振，第72卷，第1712页至第1722页(2014年)，这些文献在此通过引用并入，其中，血液被分成具有通过在一定时间内在一个位置处应用标记或非标记而生成的标记部分或非标记部分——即，子团(sub-boli)——的血液团(boli)，使得在血管内形成血液的离散量。由于血液流动，它们在血管内延伸一定长度。te-pCASL技术可以被用于获取若干不同编码的血液团——也可以被称为编码血液团——的不同图像，其中，在已经生成由独立的子团构成的相应血液团(bolus)之后的特定时间获取相应的医学图像，以允许相应的血液团到达感兴趣组织。
然后，可以使用已知方法来解码图像中的由每个独立子团(sub-bolus)产生的信息。由于对于每个子团，子团的生成的结束与图像的获取的时间之间的时间是已知的，因此这产生了信号的时间采样。
在te-pCASL技术中，根据阿达玛矩阵对血液团进行编码。在这种情况下，阿达玛矩阵的每一行确定形成相应血液团的子团的一系列标记状态和非标记状态。因此，阿达玛矩阵的每一行指示血液团，其中，阿达玛矩阵的所有行指示一系列血液团，其中，对于每个血液团，获取指示相应血液团的图像。使用N×N矩阵，必须获取指示矩阵的N个净血液团的N个图像，以便对示出血液流入感兴趣组织的N-1个时间分辨图像进行编码。通过使用例如在以上提及的文章中、在F.von Samson-Himmelstjerna等的文章“Walsh-Ordered HadamardTime-Encoded Pseudocontinuous ASL(WH pCASL)”，医学磁共振(2015)中以及在美国专利US 8,260,396中描述的已知方法来解码图像，该技术允许对血液流入感兴趣组织的时间分辨测量，上述文章和专利在此通过引用并入，其中，所述以上提及的文章有：M.Guenther的“Highly efficient accelerated acquisition of perfusion inflow series byCycled Arterial Spin Labeling”、W.Dai等的“Volumetric measurement of Perfusionand Arterial Transit Delay using Hadamard Encoded Continuous Arterial SpinLabeling”、以及W.M.Teeuwisse等的“Time-Encoded pseudoContinuous Arterial SpinLabeling:Basic Properties and Timing Strategies for Human Applications”。
通常，单TI方法用于图像读出。然而，也可以替代使用已知的Look-Locker或多TI方法来以更精细的步骤确定血液信号的时间发展，即，可以以高时间分辨率确定感兴趣组织中的血液的流入和灌注。
如果除了用于对血液的流入和灌注进行采样的时间分辨图像之外还要确定静态灌注图像或其他参数，则可以使用在te-pCASL技术期间测量的每次血液团的第一子团，以获取感兴趣组织的静态灌注图像。因此，利用一次测量，可以确定流入血液的时间依赖性以及完全结合到感兴趣组织的毛细血管床中的血液的静态灌注信号。因此，该技术被称为免费午餐技术(te-pCASLFL)。一个重要的方面是，为了确定流入血液的时间依赖性和完全结合到感兴趣组织的毛细血管床中的血液的灌注信号，既不必延长测量时间也不必降低信噪比(SNR)。
免费午餐技术可以与例如在F.von Samson-Himmelstjerna等的“Walsh-OrderedHadamard Time-Encoded Pseudocontinuous ASL(WH pCASL)”中公开的所谓的沃尔什有序阿达玛(Walsh-ordered Hadamard)时间编码的伪连续ASL(WH-pCASL)技术相结合，其中，该技术允许在完全获取与通过使用沃尔什有序阿达玛矩阵编码的一系列血液团相对应的一系列图像中的所有N个图像之前确定关于血液流入感兴趣组织中的时间依赖性的信息。通过评估基于已经获取的图像确定的信息，可以在图像获取的早期阶段期间识别例如由于运动引起的干扰和误差，使得：可以中断所述一系列图像的获取，或者如果干扰或误差太强烈，可以重复所述一系列图像的获取。
血液团的时间长度、血液团的子团的时间长度、相应血液团的生成与相应图像的获取之间的时间距离以及因此的标记后延迟时间是预定的并且对于每个患者通常是相同的。因此，该定时信息以及其他参数不适于相应的患者，使得出现以上提及的ATD伪影，从而降低了所获取图像的质量。
发明内容
本发明的目的是提供用于获取对象的具有较少图像伪影的一系列图像的成像系统、成像方法和计算机程序。
在本发明的第一方面，提出了一种用于生成对象的一系列图像的成像系统，其中，成像系统包括：
-团生成单元，其用于在对象的第一位置处生成流体团，其中，每个流体团包括一系列子团，其中，每个子团具有至少两种不同标记状态之一；
-图像获取单元，其用于在流体团已经从第一位置流动到第二位置之后在相应的获取时间处在对象的第二位置处获取所述一系列图像中的图像，其中，每个图像与相应流体团相对应，以及
-子团长度确定单元，其用于基于所述一系列图像中的所获取的图像中的至少一个图像来确定子团长度，
其中，团生成单元适于在第一位置处生成包括一系列子团的另一流体团，其中，该子团中的至少之一具有所确定的子团长度，以及
其中，图像获取单元适于在所述另一流体团已经从第一位置流动到第二位置之后在对象的第二位置处获取所述一系列图像中的另一图像。
由于子团长度确定单元基于所述一系列图像中的所获取的图像中的已经获取的至少一个图像来确定子团长度，因此组合图像以及由此所确定的子团长度是对象特定的。此外，由于另一流体团的生成和相应的另一图像考虑了该对象特定的子团长度，因此包括具有所确定的长度的子团的另一流体团的生成的定时可以是对象特定的，这允许测量过程的对象特定定时并且由此允许改善的图像质量。因此，在已经获取了所述一系列图像的仅一部分之后，使用作为所述一系列图像的已获取部分的图像的图像中的至少之一来确定对象特定长度，使得可以使用所确定的对象特定长度来获取所述一系列图像的剩余部分。因此，在所述一系列图像的获取期间，所述一系列图像的获取可以适于特定对象。
子团的不同标记状态可以指的是流体的不同物理状态或化学状态。标记状态中的至少之一在由图像获取单元获取的图像中是可见的。在一个实施方式中，不同的标记状态指的是流体的标记状态和非标记状态，其中，在标记状态下，流体的物理状态或化学状态与流体的自然状态相比发生变化；而在非标记状态下，流体处于自然状态。子团长度确定单元可以适于确定子团的时间长度和/或空间长度，其中，子团的时间长度和空间长度经由流体的流动速度连接。
流体优选地是血液。然而，流体还可以是另一流体，例如脑脊液或造影剂。优选地，流体团具有相同的时间长度，其中，对于相应图像和对应的相应流体团的所有组合，生成相应流体团的时间与用于获取相应图像的获取时间之间的差是相同的。
优选地，成像系统还包括用于通过组合所获取的图像中的至少两个图像来生成组合图像的组合单元，其中，组合图像指示组合流体团，组合流体团指示至少两个流体团的组合，其中，子团长度确定单元基于所生成的组合图像来确定子团长度。
组合图像指的是通过组合以下图像而得到的图像：a)与相应的应用的组合团相对应的图像和b)与对照流体团相对应的对照图像，其中，对照流体团仅具有一个标记状态。因此，组合图像指示组合团。在实施方式中，标记状态指的是流体的标记状态和非标记状态，其中，组合团指的是包括至少一个标记子团的流体团，并且对照流体团指的是非标记的流体团。在这种情况下，组合图像可以被视为使用标准多TI方法或多PLD方法获取的图像，并且组合团指的是在标准多TI方法期间应用——即，生成——的流体团。公知的标准多TI方法和多PLD方法例如在以下文章中被公开：B.Maclntosh的“Multiple inflow pulsedarterial spin-labeling reveals delays in the arterial arrival time in minorstroke and transient ischemic attack”和D.Wang等的“Multi-delay multi-parametric arterial spin-labeled perfusion MRI in acute ischemic stroke-Comparison with dynamic susceptibility contrast enhanced perfusion imaging”，所述文章通过引用并入。
优选地，团生成单元适于生成另一流体团，使得该另一流体团的第一子团具有所确定的子团长度，即，优选地，子团长度确定单元确定另一流体团的第一子团的长度。第一子团是形成另一流体团的子团中的首先生成的子团。
优选地，所述一系列图像的另一图像是紧接在所述一系列图像中的已经获取的图像之后的图像。相应地，另一流体团紧接在已经获取的图像所对应的流体团之后。
组合单元可以适于确定一个或若干个组合图像。相应地，子团长度确定单元可以适于基于所生成的一个或若干个组合图像来确定子团长度。
在实施方式中，流体团具有相同的时间长度，其中，对于相应图像和对应的相应流体团的所有组合，生成相应流体团的时间与用于获取相应图像的获取时间之间的差是相同的，其中，每个子团具有第一端和第二端，其中，第一端比第二端更早生成，其中，图像获取单元适于在第二位置处获取所述一系列图像，使得所述一系列图像示出毛细血管床，其中，子团长度确定单元、团生成单元和图像获取单元适于使得a)在第一位置处生成另一流体团的第一子团的第二端的时间与b)在第二位置处获取与另一流体团相对应的另一图像的时间之间的时间段等于或大于第一子团的第二端从第一位置流动到第二位置并且进入毛细血管床所需的时间。特别地，每个流体团具有第一端和第二端，其中，第一端比第二端更早生成，其中，团生成单元和图像获取单元适于使得a)在第一位置处生成另一流体团的第二端的时间与在第二位置处的另一图像的获取时间之间的时间段是预定的，其中，团生成单元适于确定另一流体团，使得另一流体团的长度是预定的，其中，子团长度确定单元适于确定另一流体团的第一子团的子团长度，使得：a)生成第一子团的第二端的时间与b)获取与包括第一子团的另一流体团相对应的另一图像的时间之间的时间段等于或大于第一子团的第二端从第一位置流动到第二位置并且进入毛细血管床所需的时间。
子团的标记后延迟时间优选地被定义为子团的生成端——即，第二端——与对应于包括子团的流体团的图像的获取时间之间的时间。由于每个流体团具有相同的长度并且对于获取的图像和相应的对应流体团的每个组合，在a)相应流体团的生成端与b)相应图像的获取时间之间的时间段是相同的，因此标记后延迟时间和确定的子团的长度彼此依赖。通过修改子团的长度，可以因此修改子团的标记后延迟时间。缩短子团长度导致子团的更长的标记后延迟时间并且延长子团导致子团的更短的标记后延迟时间。因此，子团的长度的修改允许在获取所述一系列图像的过程期间修改标记后延迟时间。因此，来自已经获取的图像的信息可以被用于优化用于获取所述一系列图像的另外的图像的子团的标记后延迟时间。
在实施方式中，确定子团长度，使得在形成另一流体团的一系列子团中的第一子团的标记后延迟时间位于感兴趣区域的动脉毛细血管过渡阶段与纯毛细管阶段之间的过渡时间的结束处。在动脉毛细血管过渡阶段，只有一部分标记流体进入感兴趣区域的毛细血管床，其中，在纯毛细血管阶段中，所有标记流体均进入感兴趣区域——甚至感兴趣区域内的具有最长流体流入时间的那些区域——的毛细血管床。选择另一流体团中的第一子团的对象特定长度使得第一子团的标记后延迟时间位于感兴趣区域的动脉毛细血管过渡阶段与纯毛细血管阶段之间的过渡时间的结束处可以导致避免由仍在动脉中发现的标记流体引起的ATD伪影的出现。
在实施方式中，流体团具有相同的时间长度，其中，对于相应图像和对应的相应流体团的所有组合，生成相应流体团的时间与用于获取相应图像的获取时间之间的差是相同的，其中，相应流体团的相应时间长度是相对于相应获取时间限定的，其中，相应时间长度的第一端比相应时间长度的第二端具有距相应获取时间的更大的距离，其中，对于不同的流体团和对于作为若干流体团的组合的组合团，该相对时间长度是相同的。在实施方式中，组合单元适于通过组合所获取的图像中的至少两个图像来生成第一组合图像，使得第一组合图像指示仅包括具有第一标记状态的单个组合子团的第一组合团，并且组合单元适于通过组合所获取的图像中的至少两个图像来生成第二组合图像，使得第二组合图像指示仅包括具有第一标记状态的单个组合子团的第二组合团，其中，具有第一标记状态的单个组合子团中的每一个具有第一端和第二端，其中，第一组合团的具有第一标记状态的单个组合子团的第一端比具有第一标记状态的该单个组合子团的第二端更接近第一组合团的第一端，其中，第二组合团的具有第一标记状态的单个组合子团的第一端比具有第一标记状态的该单个组合子团的第二端更接近第二组合团的第一端，其中：
i)在a)第一组合团的具有第一标记状态的单个组合子团的第二端与b)第一组合团的第二端之间的第一时间距离大于在a)第二组合团的具有第一标记状态的单个组合子团的第二端与b)第二组合团的第二端之间的第二时间距离，并且/或者
ii)在a)第一组合团的具有第一标记状态的单个组合子团的第一端与b)第一组合团的第二端之间的第三时间距离大于在a)第二组合团的具有第一标记状态的单个组合子团的第一端与b)第二组合团的第二端之间的第四时间距离，
其中，子团长度确定单元适于基于第一组合图像和第二组合图像来确定另一图像所对应的流体团的子团长度。在这种情况下，组合图像是从一系列图像组合的，使得组合图像指示仅包括一个标记组合子团的流体团。
组合图像可以被视为由以下图像的组合产生的图像：a)在通过使用与用于所述一系列图像中的所有其他图像的第一位置、第二位置和流体团的生成的结束与图像的获取之间的时间相同的第一位置、第二位置和流体团的生成的结束与图像的获取之间的时间生成与组合团相对应的流体团的情况下由图像获取单元获取的图像；以及b)在通过使用与用于所述一系列图像中的所有图像的第一位置、第二位置和流体团的生成的结束与图像的获取之间的时间相同的第一位置、第二位置和流体团的生成的结束与图像的获取之间的时间生成与仅包括一个标记状态的对照流体团相对应的流体团的情况下由图像获取单元获取的对照图像。因此，组合图像指示相应的组合团并且组合团的组合子团可以被视为还具有标记后延迟时间，标记后延迟时间是组合子团的虚拟生成的虚拟结束与和对照图像结合产生组合图像的图像的虚拟获取时间之间的时间，该组合图像指示包括组合子团的组合团。
组合图像指示具有相同时间长度——即在组合团的第一端与第二端之间的相同长度——的组合团。出于此原因并且由于组合图像可以被视为是由在组合团或对照团的虚拟生成的结束之后分别在相应的获取时间处获取的图像的组合产生的，其中，对于组合图像和组合团的每个组合，获取时间是相同的，组合子团的第二端与组合团的第二端之间的时间指示对应的子团的标记后延迟时间，并且组合子团的第一端与组合团的第二端之间的时间指示流入时间。改变组合子团的时间长度并且因此改变组合子团的第二端导致相应子团的标记后延迟时间的改变。因此，子团长度确定单元基于指示可以被视为具有不同的标记后延迟时间的组合子团的至少两个组合图像来确定子团长度。
应当注意的是，在表述“第一标记状态”中，术语“第一”不是指时间上或空间上的第一状态，而是在该表述中，术语“第一”仅用于将该标记状态与可能被命名为“第二标记状态”的另一标记状态区分开。例如，在实施方式中，第一标记状态和第二标记状态可以与标记和非标记相对应。此外，应当注意的是，在表述“第一组合图像”中，术语“第一”不是指时间上或空间上的第一组合图像，而是在该表述中，术语“第一”仅用于将该组合图像与被命名为“第二组合图像”的另一组合图像区分开。
由于在实施方式中子团长度——即，对象特定长度——是基于指示可以被视为具有不同的标记后延迟和/或不同的流入时间的组合子团的至少两个组合图像而确定的，因此可以确定另一流体团的子团的最佳对象特定长度。指示被视为具有不同的标记后延迟时间的组合子团的组合图像示出了标记流体流入感兴趣组织的不同阶段。基于这些不同的流入阶段，可以自动确定标记流体完全进入感兴趣组织的所有区域中的毛细血管床使得例如基于一系列医学图像的后来的灌注测量将不会被ATD伪影破坏所需的标记后延迟时间。可以在所述一系列图像的获取期间基于所述一系列图像中的已经获取的图像来执行图像获取的这种校正(或调整)。
在实施方式中，图像获取单元适于在第二位置处获取一系列图像，使得这些图像以及第一组合图像和第二组合图像示出感兴趣组织，其中，子团长度确定单元适于：a)基于第一组合图像来确定第一参数，第一参数指示在第一组合图像中示出的感兴趣组织中的具有第一标记状态的流体的量；并且基于第二组合图像来确定第二参数，第二参数指示在第二组合图像中示出的感兴趣组织中的具有第一标记状态的流体的量；并且b)基于第一参数和第二参数来确定子团长度。由于子团长度确定单元适于根据组合图像来确定指示在组合图像中示出的已经进入感兴趣组织的具有第一标记状态的流体的量的第一参数和第二参数并且基于这些参数来确定子团长度，因此可以基于关于从形成组合图像的已经获取的图像获得的流体流入的信息来确定子团长度，即对象特定长度。
可以以逐步方式确定子团长度，以逐步达到最佳的对象特定子团长度。在实施方式中，在每个步骤中，获取所述一系列图像中的另一图像并且基于由该另一图像与先前获取的图像中的至少之一的组合产生的第一组合图像和第二组合图像来确定另一子团长度。重复该步骤，子团长度在每个步骤中迭代地收敛到最佳的对象特定子团长度。
在实施方式中，感兴趣组织是毛细血管床，并且子团长度确定单元适于确定子团长度，使得：a)如果第一参数大于第二参数，则该子团长度小于与所述一系列图像中的紧接在获取该另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度，以及/或者b)如果第一参数小于第二参数，则该子团长度大于所述一系列图像的紧接在获取该另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度。如果第一参数大于第二参数，即，如果第一组合图像比第二组合图像在毛细血管床中示出更大量的具有第一标记状态的流体，则可以假设第一组合图像的组合子团尚未完全进入毛细血管床，这指示该组合子团的标记后延迟时间太小。为了增加标记后延迟时间，可以确定子团的长度使得其小于所述一系列图像中的紧接在获取另外的图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度。相应地，如果第一参数小于第二参数，即，如果第一组合图像比第二组合图像在毛细管床中示出更少量的具有第一标记状态的流体，则可以假设第一组合图像的组合子团已经完全进入毛细血管床并且甚至可能例如通过衰变等部分已经丢失其标记，这指示该组合子团的标记后延迟时间太大。为了减少标记后延迟时间，可以确定子团的长度使得其大于所述一系列图像中的紧接在获取另外的图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度。
在实施方式中，子团长度确定单元适于取决于第一参数与第二参数的比率来确定子团长度。特别地，在实施方式中，感兴趣组织是毛细血管床，并且子团长度确定单元适于确定子团长度：a)如果比率小于预定义的阈值，则子团长度小于所述一系列图像中的紧接在获取另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度，以及/或者b)如果比率大于预定义的阈值，则子团长度大于所述一系列图像中的紧接在获取另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度。预定义的阈值可以是例如0.9或者它可以具有另一阈值。由于参数指示在相应组合图像中示出的毛细管床中的具有第一标记状态的流体的量，因此第一参数与第二参数的比率是针对由不同组合图像表示的情况的具有第一标记状态的流体的流入状态的差异的量度，其中，关于流入状态的该信息可以被用于确定另一子团的长度。
在实施方式中，子团长度确定单元适于基于第一组合图像的具有比第一组合图像中的阈值大的图像值的图像元素的数目来确定第一参数，并且基于第二组合图像的具有比第二组合图像中的阈值大的图像值的图像元素的数目来确定第二参数。阈值可以是相应组合图像的噪声水平。此外，子团长度确定单元可以适于生成相应组合图像中的图像值的直方图，并且将直方图的最小最多图像值确定为阈值。直方图的最小最多图像值是在其处直方图具有最大值的最小图像值。因此，如果直方图具有在不同图像值处的若干最大值，则这些图像值中的最小值是最小最多图像值。
当具有第一标记状态的流体已经到达毛细血管床时，具有第一标记状态的流体在感兴趣组织的宽区域中产生MR信号，这导致相对大数目的图像元素具有大于阈值——尤其是大于噪声水平——的图像值。如果具有第一标记状态的流体尚未进入毛细血管床，则具有第一标记状态的流体仅可以在动脉中找到，其中，动脉与被毛细血管床覆盖的区域相比覆盖相对小的区域。因此，尽管由动脉中的具有第一标记状态的流体引起的MR信号可能比由毛细血管床中的具有第一标记状态的流体引起的MR信号强，但是动脉中的具有第一标记状态的流体导致相对小的数目的图像元素具有高于阈值的图像值。因此，具有高于阈值的图像值的图像元素的数目是用于指示具有第一标记状态的多少流体已经进入毛细血管床的良好量度。在其他实施方式中，可以使用指示在相应组合图像中示出的毛细管床中的具有第一标记状态的流体的量的其他类型的参数。例如，可以确定相应组合图像的熵以用于确定相应参数。
优选地，团生成单元适于生成图像所对应的流体团，使得流体团能够由矩阵表示，其中，矩阵的每一行表示相应的流体团，其中，流体团的具有第一标记状态的子团由a)具有指示第一标记状态的相同矩阵值的一个或若干个矩阵元素或者b)指示第一标记状态的单个矩阵元素表示，其中，流体团的具有第二标记状态的子团由a)具有指示第二标记状态的相同矩阵值的一个或若干个矩阵元素或者b)指示第二标记状态的单个矩阵元素表示。优选地，矩阵是阿达玛矩阵或是包括阿达玛矩阵的行和插入的附加行的矩阵，其中，附加行是通过使用阿达玛矩阵的相邻行生成的，其中，指示第一标记状态的矩阵值被指示第二标记状态的矩阵值替换，并且指示第二标记状态的矩阵值被指示第一标记状态的矩阵值替换。阿达玛矩阵优选地是非镜像的沃尔什有序阿达玛矩阵或从左到右镜像的沃尔什有序阿达玛矩阵。使用这些矩阵可以改善成像过程。例如，可以在获取一系列图像时在相对较早的时间点得到允许生成第一组合图像和第二组合图像的获取的图像。例如，附加行可以在阿达玛矩阵的第二行与第三行之间插入阿达玛矩阵中，其中，在这种情况下，可以基于所述一系列图像中的第一图像和第二图像来生成第一组合图像，并且可以基于所述一系列图像中的第一图像和第三图像来生成第二组合图像。因此，在已经获取了三个图像之后，可以确定用于要获取的下一图像的流体团的子团的长度。
由具有相同矩阵值的若干矩阵元素表示的每个子团可以被视为由若干子子团组成，其中，单个子子团由单个矩阵元素表示。可以通过修改子团的一个或若干个子子团的长度以及/或者通过修改子子团的数目来修改由具有相同矩阵值的若干矩阵元素表示的子团的长度。在实施方式中，如果较早的流体团不具有由相同特定列的单个矩阵元素表示的子团，则可以仅修改由特定列中的矩阵元素表示的子子团的长度。
矩阵优选地具有两个矩阵值，其中，可以是+1或-1的第一矩阵值指示第一标记状态，并且可以是-1或+1的第二矩阵值指示第二标记状态。
在本发明的另一方面，提出了一种用于生成对象的一系列图像的成像方法，其中，所述成像方法包括：
-通过团生成单元在对象的第一位置处生成流体团，其中，每个流体团包括一系列子团，其中，每个子团具有至少两种不同标记状态之一，
-在流体团已经从第一位置流动到第二位置之后，通过图像获取单元在对象的第二位置处获取所述一系列图像中的图像，其中，每个图像与相应的流体团相对应，以及
-通过子团长度确定单元基于所述一系列图像中的所获取的图像中的至少一个图像来确定子团长度，
-通过团生成单元在第一位置处生成包括一系列子团的另一流体团，其中，该子团中的至少之一具有所确定的子团长度，以及
-在另一流体团已经从第一位置流动到第二位置之后，通过图像获取单元在对象的第二位置处获取所述一系列图像中的另一图像。
在本发明的另一方面，提出了一种计算机程序，其中，计算机程序包括程序代码装置，当计算机程序在控制成像系统的计算机上运行时程序代码装置用于使如权利要求1所限定的成像系统执行如权利要求16所限定的成像方法的步骤。
应当理解的是，根据权利要求1所述的成像系统、根据权利要求16所述的成像方法和根据权利要求17所述的计算机程序具有与从属权利要求中所限定的优选实施方式类似的和/或相同的优选实施方式。
应当理解的是，本发明的优选实施方式也可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。
附图说明
图1示意性且示例性地示出了用于生成一系列图像的成像系统的实施方式，
图2示出了对要被用于获取一系列图像的一系列流体团(boli)进行编码的矩阵的示例，
图3示意性且示例性地说明了两个组合流体团，
图4示意性且示例性地说明了若干流体团和通过使用流体团已经获取的图像，以及
图5示出示例性地示出了用于生成一系列图像的成像方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1示意性且示例性地示出了用于生成患者103的一系列图像的成像系统100的实施方式。成像系统100包括用于在患者103的第一位置处生成流体团的团生成单元112，其中，在该实施方式中每个流体团具有相同的时间长度并且包括一系列子团(sub-boli)，并且其中，在该实施方式中每个子团具有作为标记或非标记的两种不同标记状态之一。在该实施方式中，第一位置是患者103的颈部并且流体是患者的血液。
成像系统100还包括图像获取单元101，所述图像获取单元用于在流体团已经从第一位置流动到第二位置之后在相应获取时间处在患者103的第二位置处获取一系列图像中的图像，其中，每个图像与相应流体团相对应，并且其中，在该实施方式中，对于相应图像和对应的相应流体团的所有组合，生成相应流体团的时间与用于获取相应图像的获取时间之间的差是相同的。在该实施方式中，第二位置是患者103的头部102。
在该实施方式中，图像获取单元101适于生成MR图像并且团生成单元112适于生成流体团，使得标记的子团在MR图像中可见。特别地，团生成单元112适于通过磁标记血液相应部分来生成标记的子团并且通过非磁标记血液的相应部分来生成非标记的子团。
例如，可以通过血水的磁化的翻转角的反转或者饱和或者其他操作来实现标记。可以在例如以下文章中和美国专利US 8,260,396中找到示例性描述，其中所述文章为：“Perfusion Imaging”，J.A.Detre等，医学磁共振，第23卷，第37页至45页(1992年)；“Magnetic resonance imaging of perfusion using spin inversion of arterialwater”，D.S.Williams等，美国国家科学院学报，第89卷，第212页至216页(1992年)；“Continuous flow-driven inversion for arterial spin labelling using pulsedradio frequency and gradient fields”，W.Dai等，医学磁共振杂志，第60卷，第6期，第1488页至1497页(2008年)；前面提到的文章“Walsh-Ordered Hadamard Time-EncodedPseudocontinuous ASL(WH pCASL)”，F.von Samson-Himmelstjerna等，上述所有文献通过引用并入本文。
然后，可以通过使用例如pCASL技术在标记与非标记之间切换来实现一系列子团，pCASL技术是例如在上面提到的文章“Continuous flow-driven inversion for arterialspin labelling using pulsed radio frequency and gradient fields”，W.Dai等，医学磁共振，第60卷，第6期，第1488页至1497页(2008年)中公开的技术。定时这种切换的不同方法在例如以下上面提到的文章和上面提到的美国专利8,260,396中描述，其中所述文章为：“Highly efficient accelerated acquisition of perfusion inflow series byCycled Arterial Spin Labeling”，M.Guenther，第15届ISMRM年度会议进展，第15卷，第380页(2007年)；“Volumetric measurement of Perfusion and Arterial Transit Delayusing Hadamard Encoded Continuous Arterial Spin Labeling”，W.Dai等，医学磁共振，第69卷，第1014页至1022页(2012年)和“Walsh-Ordered Hadamard Time-EncodedPseudocontinuous ASL(WH pCASL)”，F.von Samson-Himmelstjerna等，医学磁共振(2015年),其中不同类型的阿达玛矩阵被用于图像的编码和解码。
成像系统100包括控制和处理装置104，该控制和处理装置104包括控制单元105，该控制单元105用于控制图像获取单元101和团生成单元112，使得生成流体团并且获取对应的一系列图像。由于子团是通过例如在第一位置处在一定的时间段内应用磁场而生成的，因此每个子团具有空间长度并且还具有时间长度，其中，时间长度是通过应用磁场的时间段限定的。在该实施方式中，确定时间子团长度。
团生成单元112适于生成流体团，使得它们能够由图2中示意性且示例性地示出的矩阵200表示。矩阵200的每一行表示相应的流体团，其中，在该实施方式中流体团的标记子团由具有指示标记的相同矩阵值的一个或若干矩阵元素表示，并且其中，流体团的非标记子团由具有指示非标记的相同矩阵值的一个或若干矩阵元素表示。在图2中，黑盒子指示标记以及白盒子指示非标记。在已经在第一位置处生成相应流体团之后，在由箭头210所指示的第二位置处获取对应的图像之前等待预定时间。矩阵200的第一行208表示完全非标记的流体团。第二行209表示包括第一标记子团和第二非标记子团的流体团，其中，第一标记子团由四个矩阵元素204、205、206、207表示，以及第二非标记子团由四个矩阵元素220、221、222、223表示。因此，第二行的子团还可以分别被视为由具有相同标记状态的四个子子团(sub-sub-boli)组成，其中，子子团可以被视为表示标记的或者非标记的单个矩阵元素。
矩阵200包括阿达玛矩阵的行208、209和211至216以及插入的附加行210，其中，附加行210是通过使用阿达玛矩阵的第二行209生成的，其中，第二行209的指示标记的矩阵值被指示非标记的矩阵值替换，并且指示非标记的矩阵值被指示标记的矩阵值替换。在这个意义上，附加行210可以被视为是第二行209的反转(inversion)。
矩阵200限定相应流体团的标记的子团和非标记的子团的序列，但是矩阵200不限定相应子团或形成子团的子子团的时间长度，并且因此也不限定相应子团或形成子团的子子团的空间长度。在该实施方式中，子团的长度通过由相应单个矩阵元素表示的一个或若干子子团的数目和长度限定。例如，包括由矩阵元素204至207表示的子子团的第一标记子团的长度可以通过这些子子团的长度限定。
例如，第一流体团、第二流体团和第三流体团的子子团的长度可以是预定义且固定的，其中，在已经获取对应的第一、第二和第三图像的情况下，可以基于该一系列图像中的已经获取的图像来确定将用于获取该一系列图像中的另外的图像的流体团的子子团的长度以及因此子团的长度，其中，在该实施方式中，该确定可以被视为是相对于预定义的长度改变子子团的长度。子子团的长度的确定以及因此由子子团形成的子团的长度的确定优先考虑下面的规则：由矩阵200的相同列的矩阵元素表示的所有子子团应该具有相同的长度。这意味着，如果包括由特定列的单个矩阵元素表示的子团的流体团被生成，则由相同的特定列的矩阵元素表示的后面的流体团的子子团需要具有由单个矩阵元素表示的子团的长度。
在图2中，矩阵200的第一行208表示完全非标记的流体团，其中，该第一流体团限定所有后面的流体团的总长度，即，对于每个后面的流体团，由矩阵200的相应行表示的相应流体团的所有子子团的所有长度的总和需要相同。
在由矩阵200的第二行209表示的第二流体团已经生成之后，对于由矩阵200的后面的行表示的后面的流体团，第一子子团204…207的总长度被限定并且固定。相应地，子子团220…223的总长度限定由矩阵200的另外的行表示的后面的流体团中的对应的子子团的固定总长度。对于后面的流体团，单个子子团的长度仍未固定并且可以被确定。
再参照图1，成像系统100还包括组合单元106，所述组合单元106用于通过组合已经获取的图像中的至少两个图像来生成组合图像，其中，组合图像指示组合流体团，所述组合流体团指示所述至少两个图像所对应的流体团的组合。组合单元106优选地适于通过将若干图像彼此相加以及/或者相减来生成组合图像。例如，在已经获取了第一图像和第二图像之后，可以将这两个图像彼此相减，以便生成组合图像。如果应当组合第一图像、第二图像、第三图像和第四图像，则可以例如将第一图像和第二图像彼此相加并且然后从产生的总和图像减去第三图像和第四图像。相应地，所获取的图像的血液团被组合，即，例如，如果将第一图像和第二图像彼此相减，则由矩阵200的相应行表示的生成的流体团彼此也相减。
组合图像被可以被视为由以下图像的组合产生的图像：在通过使用与用于该一系列图像中的所有其他图像的第一位置、第二位置以及流体团的生成的结束与图像的获取之间的时间相同的第一位置、第二位置以及流体团的生成的结束与图像的获取之间的时间生成与组合团相对应的流体团的情况下由图像获取单元获取的图像；以及在通过使用与用于该一系列图像中的所有图像的第一位置、第二位置和流体团的生成的结束与图像获取之间的时间相同的第一位置、第二位置和流体团的生成的结束与图像获取之间的时间生成与仅包括非标记状态的对照流体团相对应的流体团的情况下由图像获取单元获取的对照图像。因此，组合团可以被视为是如在标准多TI方法中使用的流体团并且因此组合图像可以还被视为是由标准多TI方法产生的图像之一。组合团与真实生成的流体团具有相同的总长度。
例如，对于2n×2n阿达玛矩阵H，通过根据编码矩阵的条目(例如，“+1”＝“相加”以及“-1”＝“相减”)对被编码的图像进行相加或相减来实现解码。换言之，编码矩阵也产生解码处方。这是可能的，因为H是正交且对称的，因此H＝H-1。此外，参见上面提到的F.vonSamson-Himmelstjerna等人的文章“Walsh-Ordered Hadamard Time-EncodedPseudocontinuous ASL(WH pCASL)”。
可以相对于相应的获取时间来限定相应流体团的相应时间长度，其中，相应时间长度的第一端比相应时间长度的第二端具有距相应获取时间更大的距离，并且其中，对于不同流体团以及对于表示若干流体团的组合的组合团，该相对时间长度是相同的。组合单元106适于通过组合一系列图像中的已经获取的至少两个图像来生成第一组合图像，使得其指示仅包括单个标记组合子团510的第一组合团500，并且组合单元106适于通过组合所获取的图像中的至少两个图像来生成第二组合图像，使得其指示仅包括单个标记组合子团511的第二组合团505。在图3中示意性且示例性地说明了组合子团500、505。
如图3中可见，对于组合团500、505，时间长度504是相同的，其中，相应的第一端501比相应的第二端502具有距获取时间503更大的时间距离。单个标记组合子团510、511中的每一个具有第一端506和第二端507，其中，第一组合团500的单个标记组合子团510的第一端506比单个标记组合子团510的第二端507更接近第一组合团500的第一端501。第二组合团505的单个标记组合子团511的第一端508比单个标记组合组团511的第二端509更接近第二组合团505的第一端501。组合单元106适于生成第一组合团500和第二组合团505，使得a)第一团500的单个标记组合子团510的第二端507与b)第一组合团500的第二端502之间的第一时间距离512大于a)第二组合团505的单个标记组合子团511的第二端509与b)第二组合团505的第二端502之间的第二时间距离513。
成像系统100还包括子团长度确定单元107，所述子团长度确定单元107用于基于所生成的第一组合图像和第二组合图像来确定时间子团长度，其中，所确定的子团长度是用于生成一系列图像中的下一图像的流体团的子团长度。特别地，子团长度确定单元107适于基于第一组合图像确定第一参数并且基于第二组合图像确定第二参数，所述第一参数指示在第一组合图像中可见的毛细血管床中的标记血液的量，所述第二参数指示在第二组合图像中可见的毛细血管床中的标记血液的量。子团长度确定单元107还适于基于第一参数和第二参数来确定接下来需要被获取的后面的图像的流体团的子团长度。优选地，子团长度确定单元107适于确定子团长度，使得如果第一参数大于第二参数，则子团长度小于一系列图像中的紧接在获取另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度，并且使得如果第一参数小于第二参数，则子团长度大于该第一子团的长度。子团长度确定单元107还可以适于根据第一参数与第二参数的比率来确定子团长度。例如，子团长度确定单元107可以适于确定子团长度，使得：如果该比率小于预定义的阈值，则子团长度小于一系列图像中的紧接在获取另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度，并且使得如果该比率大于预定义的阈值，则子团长度大于该第一子团的长度。在使用比率来确定子团长度的情况下，预定义的阈值优选地是0.9。
子团长度确定单元107适于基于第一组合图像的具有大于第一组合图像中的阈值的图像值的图像元素的数目来确定第一参数并且基于基于第二组合图像的具有大于第二组合图像中的阈值的图像值的图像元素的数目来确定第二参数。优选地，第一组合图像和第二组合图像中的阈值指示这些图像中的噪声水平。在实施方式中，子团长度确定单元107可以适于生成相应组合图像中的图像值的直方图并且将该直方图中的最小最多图像值确定为阈值。
下文中将描述成像系统100在免费午餐技术中的使用，其中，每个流体团的第一子团用于生成灌注图像。为了生成高质量的灌注图像，流体团的生成时间和一系列图像中的图像的获取时间需要被调整，使得在获取图像时流体团的第一子团已经完全进入大脑的毛细血管床。
优选地生成第一组合团，使得在给定已经获取的图像和对应地已经使用的流体团的情况下，单个标记组合子团具有在其第一端与获取时间之间的最长的可能时间距离，即，具有最长的可能流入时间。优选地生成第二组合团，使得单个标记组合子团的流入时间小于第一组合团的组合子团的流入时间。此外，优选地生成第一组合团和第二组合团，使得相应组合团的单个标记组合子团具有在相应单个标记子团的第二端与获取时间之间的不同的时间距离，即，具有不同的标记后延迟时间。此外，为了生成第二组合团以及因此生成第二组合图像，优选地分别使用最近使用的流体团和对应的最近的获取时间。例如，如果子团长度确定单元107适于确定由矩阵200的第五行212表示的流体团的第一子团的子团长度，则优选地通过组合对应于由矩阵200的第四行211表示的流体团的第四图像与已经获取的其他图像的至少之一来生成第二组合图像。
如果第一参数大于第二参数，即，例如，如果第一组合图像的高于噪声水平的图像元素的数目大于第二组合图像的高于噪声水平的图像元素的数目，则这指示紧接在生成的流体团之前的第一子团尚未全部进入毛细血管床。在这种情况下，下次要生成的流体团的第一子团的时间长度被确定成使得其短于最近生成的流体团的第一子团的长度，以便延长第一子团的标记后延迟时间。如果第一参数小于第二参数，即，例如，如果第一组合图像的高于噪声水平的图像元素的数目小于第二组合图像中的高于噪声水平的图像元素的数目，则这指示最近生成的流体团的第一子团已经完全进入大脑的毛细血管床并且甚至可能已经通过例如衰退或类似处理而失去其标记。在这种情况下，下次要生成的流体团的第一子团的时间长度被确定成使得其长于刚才生成的流体团的第一子团的长度，以便缩短标记后延迟时间。
下文中将参照图4描述用于生成流体团并且获取图像的示例，其中，在该示例中使用上面参照图2描述的矩阵200。
在图4中，第一流体团301对应于矩阵200的第一行208并且因此是完全非标记的。流体生成单元112在第一位置处生成第一流体团301并且图像获取单元101在等待预定义的时间303之后在第二位置处获取第一图像302。第一图像302对应于第一流体团301。
第二流体团307由矩阵200的第二行209表示以及第三流体团308由矩阵200的第三行210表示。团生成单元112在第一位置处生成第二流体团307。第二流体团307流向第二位置，在等待预定义的时间303之后图像获取单元101在该第二位置处获取第二图像306。相应地，基于第三流体团308获取第三图像309。
在已经获取前三个图像302、306、309之后并且在基于由矩阵200的第四行211表示的第四流体团315获取第四图像317之前，组合单元106从第二图像306减去第一图像302以用于生成第一组合图像310并且从第三图像309减去第一图像302以用于生成第二组合图像311。此外，子团长度确定单元107基于第一组合图像310和第二组合图像311来确定第四流体团315的第一子团312的长度。
第一组合图像310可以被视为指示包括具有在相对时间点313处的第二端的组合子团的组合团，其中，该相对时间点313被视为是相对于相应获取时间。第二组合图像311可以被视为指示包括具有在相对时间点314处的第二端的组合子团的组合团。由于子团的标记后延迟时间被定义为在子团的相应第二端与相应获取时间之间的时间，因此第一组合图像310可以被视为指示第一标记后延迟时间并且第二组合图像可以被视为指示第二标记后延迟时间，其中，第一标记后延迟时间大于第二标记后延迟时间。因此，用于确定子团的长度的组合图像指示不同的标记后延迟时间。
如果第一参数——即，在该示例中指示较大标记后延迟时间的第一组合图像310中的高于噪声水平的图像值的数目——大于第二参数——即，在该示例中具有较短标记后延迟时间的第二组合图像中的高于噪声水平的图像元素的数目，则第二流体团307的第一子团304和第三流体团308的第一子团330不仅已经到达毛细血管床而且还示出尚未到达毛细血管床并且仍在大脑的动脉中的血液的额外贡献，使得用于下次要生成的第四流体团315的第一子团312的标记后延迟时间必须长于第三流体团308的第一子团330的标记后延迟时间。
第一组合图像310指示在该示例中与第二流体团307具有相同标记的第一组合团以及第二组合图像311指示在该示例中与第三流体团308具有相同标记的第二组合团。指示仅包括一个标记组合子团的第二组合团的第二组合图像311仅示出在动脉中的标记血液，其中该一个标记组合子团具有对应于第一组合团的标记组合子团的标记后延迟时间的流入时间。因此，第一组合图像310不仅示出在毛细血管床中的标记血液，还必须示出仍在动脉中的标记血液。因此，第四流体团315的第一子团312必须短于第三流体团308的第一子团330。
在图4中，这种情况被表示为“情况1”。另一流体团315的第一子团312的长度因此短于第三流体团308的第一子团330的长度。子团长度确定单元107因此确定下次要生成的第四流体团315的第一子团312的长度，使得其短于第三流体团308的第一子团330的长度。与第一子团330的第二端317相比子团312的第二端316移动至较早的时间，即，在图4中，边界向左移动。
延长或缩短子团长度的若干尝试是可能的。一个可能的尝试是确定第一子团长度使得其总是处于先前两次获取的子团的中间，这类似于二分查找算法。另一个范例尝试是根据不同组合图像的所确定的参数中的相对差异来确定子团长度。差异越高，第一子团持续时间将被延长/缩短更多。
在已经获取对应于第四流体团315的第四图像317之后，通过组合第四图像317与第一图像302——即，在该示例中通过从第一图像302减去第四图像317——来生成新的第二组合图像319。子团长度确定单元107确定用于最新生成的第二组合图像319的第二参数并且将该第二参数与针对第一组合图像310确定的第一参数进行比较。在该示例中，第一参数小于在图4中表示为“情况2”的新的第二参数，从而指示第四流体团315的第一子团312的第四标记延迟太长，使得子团长度确定单元107确定下一流体团315’的第一子团312’使得该长度大于第四流体团315的第一子团312的长度。该下一流体团315’可以被视为是原始第四团315的替代，即，该另一流体团315’也由矩阵200的第四行表示，并且在后面，新的流体团315’和对应于新的流体团315’的新的图像317’被视为是第四流体团和一系列图像中的第四图像。相应地，通过从新的第四图像317’减去第一图像302生成新的第二组合图像319’。
使用新的第四图像317’来生成下一组合图像，在该实施方式中根据上面描述的方法确定如由箭头所指示的第五行的第一子团321必须再次缩短。在应用对应于第五行的流体团并且获取第五图像之后，所有子子团长度被确定。因此，需要在不进一步调整子团长度的情况下执行对应于第六矩阵行至第九矩阵行的该一系列图像中的对应于第六矩阵行至第九矩阵行的剩余图像的获取。
在生成下一相应流体团之前，生成相应新的第二组合图像并且确定相应新的第二参数，其中，基于该新的第二参数和第一参数来确定要生成的后面的流体团的第一子团的长度。重复以下步骤：确定下一第一子团的长度，生成对应的下一流体团以及获取对应的下一图像，直到终止准则被满足。该终止准则可以是例如：对于矩阵200的每一行，已经获取了图像；第一参数与第二参数之间的差异小于预定阈值等。
成像系统还包括矩阵提供单元108，该矩阵提供单元108用于允许使用者选择定义用于一系列图像的获取的框架的多个可能矩阵之一。此外，成像系统100包括处理单元109，该处理单元109用于处理一系列医学图像，例如以便基于该一系列获取的图像、使用例如在下述上面提到的文章中所描述的公知方法之一来确定灌注图像，所述文章为：W.M.Teeuwisse等人的“Time-Encoded pseudoContinuous Arterial Spin Labeling:Basic Properties and Timing Strategies for Human Applications”和F.von Samson-Himmelstjerna等人的“Walsh-Ordered Hadamard Time-Encoded Pseudocontinuous ASL(WH pCASL)”。
成像系统100还包括诸如键盘、计算机鼠标、触摸板等的输入单元110和诸如显示器的输出单元111，所述输入单元110用于例如允许使用者选择期望的矩阵以开始成像过程，所述输出单元111用于例如示出所获取的图像和所获取的图像的处理结果诸如灌注图像。
在下文中将参照图5中示出的流程图来示例性地描述用于生成患者的一系列图像的成像方法的实施方式。
在步骤401中提供矩阵，其中，矩阵的每一行表示包括一系列子团的流体团，其中，每个子团是标记或非标记的。流体团的标记子团由具有指示标记的相同矩阵值的一个或若干矩阵元素表示，以及流体团的非标记子团由具有指示非标记的相同矩阵值的一个或若干矩阵元素表示。矩阵仅限定相应流体团的标记和非标记的序列，而不限定相应子团的长度和整个相应流体团的长度。然而，在后面的步骤中，所有流体团将具有相同的长度并且子团的长度通过由指示标记或非标记的单个矩阵元素表示的子子团的长度和数目限定。
在步骤402中，通过团生成单元在患者的第一位置处生成流体团，其中，在一开始，根据所提供的矩阵的第一行生成第一流体团。在步骤403中，在相应的流体团已经从第一位置流动至第二位置之后，通过图像获取单元在第二位置处获取该一系列图像中的图像。在步骤404中，检查生成流体团和获取对应图像的步骤是否已经被执行使得前三个图像已经被生成。如果情况是这样，则方法继续进行步骤405。否则，方法继续进行步骤402。
在步骤405中，使用已经获取的图像来生成第一组合图像和第二组合图像，其中，第一组合图像指示第一组合流体团，所述第一组合流体团指示用于生成第一组合图像的至少两个图像所对应的流体团的组合，并且其中，第二组合图形指示第二组合流体团，所述第二组合流体团指示用于生成第二组合图像的至少两个图像所对应的流体团的组合。
在步骤406中，判定终止准则是否被满足，其中，如果情况是这样，方法在步骤410中结束。否则，方法继续进行步骤407。终止准则是例如上面提到的可以基于第一组合图像确定的第一参数与上面提到的可以基于第二组合图像确定的第二参数的差异小于预定义的阈值。
在步骤407中，子团长度确定单元基于所生成的第一组合图像和第二组合图像来确定根据所提供的矩阵要生成的下一流体团的第一子团的长度。在步骤408中，生成下一流体团使得第一子团具有所确定的长度并且在步骤409中获取对应的下一图像。然后，方法继续进行步骤405，其中，通过组合新获取的图像与先前获取的图像之一来生成现在仅有新的第二组合图像。
在执行该成像方法时，子子团的边界——即子子团的长度，或者换言之，矩阵的列的宽度——变得越来越受约束，其中，在获取该一系列图像的早期，这些边界可调节使得例如第一子团具有允许相应的第一子团完全进入毛细血管床的长度，其中，第一子团的标记信号仍然相对较强，从而允许确定更高质量的灌注图像。
尽管在上面参照图1至图5描述的实施方式中图像是MR图像，但是在其他实施方式中图像可以是通过诸如计算机断层扫描模式的另一成像模式而获取的图像，其中，在这种情况下通过使用相应成像模式可见的标记来执行标记。例如，在计算机断层扫描的情况下，诸如基于碘的造影剂的造影剂可以用于生成具有存在至少两个不同标记状态之一的子团的序列的流体团。
尽管在上面参照图1至图5描述的实施方式中感兴趣的组织是大脑，但是在其他实施方式中可以对患者的其他部位进行成像，尤其是应该确定灌注图像的其他类型的组织。
尽管在上面参照图1至图5描述的实施方式中子团长度是基于两个组合图像确定的，但是子团长度还可以基于已经获取的图像中的一个或者更多个来确定而不组合图像，或者基于单个组合图像例如使用组合图像的熵作为用于确定子团长度的参数来确定。
尽管在上面参照图1至图5描述的实施方式中使用了特定矩阵，但是在其他实施方式中可以使用其他矩阵，尤其是具有其他行数和/或列数的矩阵。优选地，矩阵的阶数大于或者等于8。在实施方式中，矩阵是N+1(行)×N+1(列)的矩阵，其中，矩阵的两个相邻行具有反转的矩阵值，即，如果特定列中的相邻行中之一的矩阵值指示第一标记状态，则该特定列中的相邻行中的另一行的矩阵值指示第二标记状态，并且反之亦然，其中，该实施方式中，相应矩阵值可以指示第一标记状态或者第二标记状态。在实施方式中，矩阵是沃尔什有序阿达玛矩阵。
尽管在上面参照图1至图5描述的实施方式中确定要生成的下一流体团的第一子团的长度，但是在其他实施方式中还可以确定要生成的下一流体团的另一子团的长度。
尽管在上面参照图1至图5描述的实施方式中子团由指示标记或者非标记的若干矩阵元素表示，但是每个矩阵元素还可以指示相应单个子团，即，子团不是由子子团的序列形成，而是每个矩阵元素被视为是表示相应单个子团，其中，标记的若干子团可以并排排列并且非标记的若干子团可以并排排列。
尽管在上面参照图1至图5描述的实施方式中优化图像的获取以用于改善灌注图像，但是也可以优化获取的优化、尤其是后面流体团的子团的相应的长度的确定的优化，使得可以实现T1驰豫的校正。例如，为此，对于较长的标记后延迟时间，选择较长的单个子子团长度。由此，按照标记血液的T1衰减来确定单独子团的长度，使得对于较长的标记后延迟时间，生成补偿T1衰减的标记血液的更高浓度。为此，参见例如上面提到的W.M.Teeuwisse等人的文章“Time-Encoded pseudoContinuous Arterial Spin Labeling:BasicProperties and Timing Strategies for Human Applications”。
本领域的技术人员在根据附图、公开内容和从属权利要求的研究来实践要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施方式的其他变型。
在权利要求书中，词组“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“a”或者“an”不排除多个。
单个单元或装置可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的不争事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。
通过一个或若干单元或装置执行的过程例如组合图像的生成、子团的长度即时间子团的长度的确定等可以通过任何其他数目的单元或装置来执行。根据成像方法的这些程序和/或成像系统的控制可以被实现为计算机程序的程序代码装置和/或专用硬件。
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上——例如，光存储介质或者与其他硬件一起提供或作为其他硬件一部分提供的固态介质，但也可以以其他形式例如经由互联网或者其他有线或者无线的电信系统分布。
权利要求中任何附图标记不应该被解释为限制范围。

Claims (17)

1.一种用于生成对象的一系列图像的成像系统(100)，其中，所述成像系统(100)包括：
-团生成单元(112)，其用于在所述对象的第一位置处生成流体团，其中，每个流体团包括一系列子团，其中，每个子团具有至少两种不同标记状态之一，
-图像获取单元(101)，其用于在所述流体团已经从所述第一位置流动到第二位置之后在相应获取时间处在所述对象的所述第二位置处获取所述一系列图像中的图像，其中，每个图像与相应流体团相对应，以及
-子团长度确定单元(107)，其用于基于所述一系列图像中的所获取的图像中的至少一个图像来确定子团长度，
其中，所述团生成单元适于在所述第一位置处生成包括一系列子团的另一流体团，其中，这些子团中的至少之一具有所确定的子团长度，并且
其中，所述图像获取单元适于在所述另一流体团已经从所述第一位置流动到所述第二位置之后在所述对象的所述第二位置处获取所述一系列图像中的另一图像。
2.根据权利要求1所述的成像系统(100)，其中，所述成像系统还包括组合单元(106)，所述组合单元用于通过组合所获取的图像中的至少两个图像来生成组合图像，其中，所述组合图像指示组合流体团，所述组合流体团指示至少两个流体团的组合，其中，所述子团长度确定单元(107)基于所生成的组合图像来确定所述子团长度。
3.根据权利要求1或2所述的成像系统(100)，其中，所述团生成单元(112)适于生成所述另一流体团，使得该另一流体团的第一子团具有所确定的子团长度。
4.根据权利要求3所述的成像系统(100) ，其中，所述流体团具有相同的时间长度，其中，对于相应图像和对应的相应流体团的所有组合，生成所述相应流体团的时间与用于获取所述相应图像的获取时间之间的差是相同的，其中，每个子团具有第一端和第二端，其中，所述第一端比所述第二端更早生成，其中，所述图像获取单元(101)适于在所述第二位置(103)处获取所述一系列图像，使得所述一系列图像示出毛细血管床，其中，所述子团长度确定单元(107)、所述团生成单元(112)和所述图像获取单元(101)适于使得a)在所述第一位置处生成所述另一流体团的所述第一子团的所述第二端的时间与b)在所述第二位置处获取与所述另一流体团相对应的所述另一图像的时间之间的时间段等于或大于所述第一子团的所述第二端从所述第一位置流动到所述第二位置并且进入所述毛细血管床所需的时间。
5.根据权利要求4所述的成像系统(100)，其中，每个流体团具有第一端和第二端，其中，所述第一端比所述第二端更早生成，其中，所述团生成单元(112)和所述图像获取单元(101)适于使得a)在所述第一位置处生成所述另一流体团的所述第二端的时间与b)在所述第二位置处的所述另一图像的所述获取时间之间的时间段是预定的，其中，所述团生成单元适于确定所述另一流体团，使得所述另一流体团的时间长度是预定的，其中，所述子团长度确定单元适于确定所述另一流体团的所述第一子团的子团长度，使得：a)生成所述第一子团的所述第二端的时间与b)获取对应于包括所述第一子团的所述另一流体团的所述另一图像的时间之间的时间段等于或大于所述第一子团的所述第二端从所述第一位置流动到所述第二位置并且进入所述毛细血管床所需的时间。
6.根据权利要求1或2所述的成像系统(100)，
-其中，所述流体团具有相同的时间长度，其中，对于相应图像和对应的相应流体团的所有组合，生成所述相应流体团的时间与用于获取所述相应图像的获取时间之间的差是相同的，
-其中，所述相应流体团的相应时间长度是相对于所述相应获取时间限定的，其中，所述相应时间长度的第一端比所述相应时间长度的第二端具有距所述相应获取时间的更大的距离，其中，对于不同的流体团和对于作为若干流体团的组合的组合团，所述相应时间长度是相同的，
-其中，所述组合单元(106)适于：通过组合所获取的图像(302，306，309，317，317')中的至少两个图像来生成第一组合图像(310)，使得所述第一组合图像指示仅包括具有第一标记状态的单个组合子团的第一组合团；以及通过组合所获取的图像(302，306，309，317，317')中的至少两个图像来生成第二组合图像(311，319，319')，使得所述第二组合图像指示仅包括具有所述第一标记状态的单个组合子团的第二组合团，
-其中，具有所述第一标记状态的所述单个组合子团中的每一个具有第一端和第二端，其中，所述第一组合团的具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第一端比具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第二端更接近所述第一组合团的所述第一端，其中，所述第二组合团的具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第一端比具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第二端更接近所述第二组合团的所述第一端，
-其中，a)所述第一组合团的具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第二端与b)所述第一组合团的所述第二端之间的第一时间距离大于a)所述第二组合团的具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第二端与b)所述第二组合团的所述第二端之间的第二时间距离，并且/或者其中，a)所述第一组合团的具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第一端与b)所述第一组合团的所述第二端之间的第三时间距离大于a)所述第二组合团的具有所述第一标记状态的所述单个组合子团的所述第一端与b)所述第二组合团的所述第二端之间的第四时间距离，
-其中，所述子团长度确定单元(107)适于基于所述第一组合图像和所述第二组合图像来确定所述另一图像所对应的所述流体团的子团长度。
7.根据权利要求6所述的成像系统(100)，其中，所述图像获取单元(101)适于在所述第二位置(103)处获取所述一系列图像，使得这些图像以及所述第一组合图像(310)和所述第二组合图像(311，319，319')示出感兴趣组织，其中，所述子团长度确定单元(107)适于：
-基于所述第一组合图像(310)来确定第一参数，所述第一参数指示在所述第一组合图像中示出的所述感兴趣组织中的具有所述第一标记状态的流体的量；并且基于所述第二组合图像(311，319，319')来确定第二参数，所述第二参数指示在所述第二组合图像中示出的所述感兴趣组织中的具有所述第一标记状态的流体的量，
-基于所述第一参数和所述第二参数来确定所述子团长度。
8.根据权利要求7所述的成像系统(100)，其中，所述感兴趣组织是毛细血管床，并且所述子团长度确定单元(107)适于确定所述子团长度使得：
-如果所述第一参数大于所述第二参数，则所述子团长度小于所述一系列图像中的紧接在获取所述另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度，并且/或者
-如果所述第一参数小于所述第二参数，则所述子团长度大于所述一系列图像中的紧接在获取所述另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度。
9.根据权利要求7所述的成像系统(100)，其中，所述子团长度确定单元(107)适于取决于所述第一参数与所述第二参数的比率来确定所述子团长度。
10.根据权利要求9所述的成像系统(100)，其中，所述感兴趣组织是毛细血管床，并且所述子团长度确定单元(107)适于确定所述子团长度使得：
-如果所述比率小于预定义的阈值，则所述子团长度小于所述一系列图像中的紧接在获取所述另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度，并且/或者
-如果所述比率大于预定义的阈值，则所述子团长度大于所述一系列图像中的紧接在获取所述另一图像之前获取的图像所对应的流体团的第一子团的长度。
11.根据权利要求7所述的成像系统(100)，其中，所述子团长度确定单元(107)适于基于所述第一组合图像的具有比所述第一组合图像中的阈值大的图像值的图像元素的数目来确定所述第一参数，并且基于所述第二组合图像的具有比所述第二组合图像中的阈值大的图像值的图像元素的数目来确定所述第二参数。
12.根据权利要求11所述的成像系统(100)，其中，所述子团长度确定单元(107)适于生成相应的组合图像(310，311，319，319')中的图像值的直方图，并且将所述直方图的最小最多图像值确定为所述阈值。
13.根据权利要求1所述的成像系统(100)，其中，所述团生成单元(112)适于生成所述图像所对应的所述流体团，使得所述流体团能够由矩阵(200)表示，其中，所述矩阵(200)的每一行表示相应的流体团，其中，流体团的具有第一标记状态的子团由a)具有指示第一标记状态的相同矩阵值的一个或若干个矩阵元素或者b)指示第一标记状态的单个矩阵元素表示，其中，流体团的具有第二标记状态的子团由a)具有指示第二标记状态的相同矩阵值的一个或若干个矩阵元素或者b)指示第二标记状态的单个矩阵元素表示。
14.根据权利要求13所述的成像系统(100)，其中，所述矩阵是阿达玛矩阵或者是包括阿达玛矩阵的行(208，209，211…216)和插入的附加行(210)的矩阵，其中，所述附加行(210)是通过使用所述阿达玛矩阵的现有行生成的，其中，指示所述第一标记状态的矩阵值被指示所述第二标记状态的矩阵值替换，并且指示所述第二标记状态的矩阵值被指示所述第一标记状态的矩阵值替换。
15.根据权利要求14所述的成像系统(100)，其中，所述阿达玛矩阵是非镜像的沃尔什有序阿达玛矩阵或从左到右镜像的沃尔什有序阿达玛矩阵。
16.一种用于生成对象的一系列图像的成像方法，其中，所述成像方法包括：
-通过团生成单元(112)在所述对象的第一位置处生成流体团，其中，每个流体团包括一系列子团，其中，每个子团具有至少两种不同标记状态之一，
-在所述流体团已经从所述第一位置流动到第二位置之后，通过图像获取单元(101)在所述对象的所述第二位置处获取所述一系列图像中的图像，其中，每个图像与相应流体团相对应，
-通过子团长度确定单元(107)基于所述一系列图像中的所获取的图像中的至少一个图像来确定子团长度，
-通过所述团生成单元(112)在所述第一位置处生成包括一系列子团的另一流体团，其中，这些子团中的至少之一具有所确定的子团长度，以及
-在所述另一流体团已经从所述第一位置流动到所述第二位置之后，通过所述图像获取单元(101)在所述对象的所述第二位置处获取所述一系列图像中的另一图像。
17.一种计算机可读记录介质，其上存储有包括程序代码装置的计算机程序，当所述计算机程序在控制成像系统的计算机上运行时，所述程序代码装置用于使根据权利要求1所述的成像系统执行根据权利要求16所述的成像方法的步骤。
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