CN118647886A - 模拟计算机断层摄影成像 - Google Patents
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Abstract
本文公开一种医学系统(100、500)。机器可执行指令(120)的运行使计算系统(104)：接收(200)多回波梯度回波k空间数据(122)，其包括在回波时间处采集的多个同相k空间数据组(124)，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数；重建(204)针对每组k空间数据的初步磁共振图像(128)；根据所述初步磁共振图像来构建(206)平均磁共振图像(130)；根据具有最长回波时间的所述初步磁共振图像来构建(208)临时磁共振图像(132)；通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建(210)中间磁共振图像(134)；根据参考扫描磁共振图像(136)来构建(216)对象掩模；通过将所述中间磁共振图像中在所述对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建(218)临床磁共振图像(144)。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振成像，具体地，涉及使用磁共振成像对计算机断层摄影图像的模拟。
背景技术
诸如磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)、正电子发射断层摄影和单光子发射断层摄影的各种断层摄影医学成像技术实现了对对象的解剖结构的详细可视化。各种成像模态能够对各种类型的组织进行成像，并有不同的优点和缺点。例如，CT能够极好地对诸如的骨骼的硬组织进行成像，但其缺点是要使对象暴露于电离辐射。磁共振成像(MRI)在对软组织进行成像方面效果尤其好，并且不会使对象暴露于电离辐射。然而，CT通常在对诸如骨折之类的成像比MRI好得多。
国际公开WO2021038053公开一种医学系统，其包括被配置用于控制医学系统的处理器和用于存储机器可执行指令的存储器。指令的运行使处理器接收四维Dixon磁共振图像数据。四维Dixon磁共振成像数据是T1加权的。将四维Dixon磁共振图像数据与呼吸信号同步。指令的运行还使处理根据四维Dixon磁共振成像数据重建合成四维计算机断层摄影图像数据。将四维Dixon磁共振成像数据与呼吸信号同步。
DEININGER-CZERMAK EVA等人的“Evaluation of ultrashort echo-time(UTE)and fast-field-echo(FRACTURE)sequences for skull bone visualization andfracture detection-A postmortem study”，《神经放射学杂志》，第49卷第3期，2021年11月7日(2021-11-07)，第237-243页，描述了一项研究，旨在使用CT作为参考标准来评价UTE和FRACTURE(两种特定的骨成像MRI序列)检测颅顶、颅底和内颅骨的骨折的能力。
JOHNSON BRIAN等人的“Fast field echo resembling a CT using restrictedecho-spacing(FRACTURE)：a novel MRI technique with superior bone contrast”，《骨骼放射学》，德国柏林SPRINGER出版社，第50卷第8期，2020年11月11日(2020-11-11)，第1705-1713页，描述了FRACTURE，一种与自动后处理组合的具有受限的回波间距的3D梯度回波脉冲序列。提供了展示该技术在儿科患者的创伤、炎症、肿瘤和发育状况执行的诊断MRI中的应用和效用的案例。
ZHENG WEILi等人的“Magnetic Resonance-Based Automatic Air Segmentationfor Generation of Synthetic Computed Tomography Scans in the Head Region”，《国际放射肿瘤生物物理杂志》，美国PERGAMON出版社，第93卷第3期，2015年7月9日(2015-07-09)，第497-506页，介绍了混合相位/幅度混合超短回波时间图像处理技术，以便于空气分割。
YU H等人的“Multiecho water-fat separation and simultaneous R2*estimation with multifrequency fat spectrum modeling”，《医学磁共振》，美国WILEY-LISS出版公司，第60卷，2008年10月27日(2008-10-27)，第1122-1134页，描述了利用回波不对称和最小二乘估计(IDEAL)水-脂肪分离以及同步T*2估计技术在水和脂肪的迭代分解中加入脂肪的多频模型。
LIU JUNMIN等人的“Single multi-echo GRE acquisition with short andlong echo spacing for simultaneous quantitative mapping of fat fraction,BOinhomogeneity,and susceptibility”，《神经图像》，荷兰阿姆斯特丹ELSEVIER出版社，第172卷，2018年2月13日(2018-02-13)，第703-717页，描述了旨在扩展基于多回波梯度回波的技术用于对整个头部进行成像的研究。
发明内容
本发明在独立权利要求中提供一种医学系统、一种计算机程序产品以及一种方法。从属权利要求中给出实施例。
如上文已提及的，与CT相比，MRI的缺点在于，CT通常在对骨折进行成像方面比MRI要好得多。确实存在用于对骨组织进行成像的MRI技术，例如超短回波时间(UTE)。然而，这些技术常常需要长的成像时间，并且在临床环境中通常更难获得高质量的图像。实施例可以提供使用常规MRI成像技术对骨组织进行成像从而能够检查骨组织中的细节的手段。其也能够对这些MRI图像使用用于处理计算机断层摄影图像的标准成像处理算法。
这有可能通过采集针对对象的视场的不同的同相多回波梯度回波k空间数据组来实现。这些同相组中的每个都是在不同的回波时间采集的。这些回波时间中的每个都是在水和脂肪同相时的间隔的倍数。来自水和脂肪的MR信号的相位是不同的。在Dixon成像中，这用于分别产生水和脂肪图像。这些k空间数据组中的每个用于重建初步磁共振图像。在本文提供的范例中，采集多个同相k空间数据组，从而水和脂肪同相。由于水和脂肪同相，来自水或脂肪的信号都没有丢失。因此，图像与X射线或CT图像更相似。
然后将初步磁共振图像平均化。可以对全部图像进行平均化，或者可以对它们中的大多数进行平均化。接下来，构建临时磁共振图像。临时磁共振图像是根据具有最长回波时间的图像来构建的。通常，临时磁共振图像与具有最长回波时间的初步磁共振图像相同。临时磁共振图像也可以是具有最长回波时间的若干个初步磁共振图像的平均。
然后通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。这则得到与CT图像非常相似的磁共振图像，并且在不使用超短回波时间成像技术的情况下示出骨结构和骨折的细节。由于中间MR图像是通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像而重建的，因此背景极亮，与人们对CT图像的预期截然相反。这可能会让放射科医师感到迷惑，并可能妨碍诸如分割算法和放疗规划算法的CT算法的运行。
范例额外提供接收参考扫描k空间数据。例如，参考扫描k空间数据可以是用于校准平行成像技术的线圈校准测量结果，或者可以是调查或定位(scout)扫描数据。在任一种情况下，参考扫描k空间数据用于构建描述视场的参考扫描磁共振图像。标准图像分割技术可以应用于参考扫描磁共振图像以制作掩模，所述掩模可以用于识别中间磁共振图像中的哪些体素示出对象而哪些体素是背景体素。然后可以把背景体素设置为预定背景值，例如零或空值，以校正背景。这则产生有效地对骨组织进行成像并且有可能用于处理CT图像的算法使用的临床磁共振图像。
在本发明的一个方面，提供一种医学系统，其包括存储机器可执行指令的存储器。所述医学系统还包括计算系统。机器可执行指令的运行使计算系统接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据。多回波梯度回波k空间数据被划分成在回波时间采集的多个同相k空间数据组，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数。机器可执行指令的运行还使计算系统接收描述对象的视场的参考扫描k空间数据。例如，参考扫描k空间数据可以是被采集用于进行定位或参考扫描的k空间数据。在其他范例中，参考扫描k空间数据可以是被采集用于校准平行成像技术的k空间数据。例如，参考扫描k空间数据可用于确定多线圈天线系统的线圈权重。
机器可执行指令的运行还使计算系统重建多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过将至少一半的初步磁共振图像平均化来构建平均磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过使用具有最长回波时间的初步磁共振图像或通过将具有最长回波时间的初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。
机器可执行指令的运行还使计算系统根据参考扫描k空间数据来重建参考扫描磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统将参考扫描磁共振图像共同配准到中间磁共振图像。例如，参考扫描磁共振图像可以是较低分辨率的定位或调查图像。例如，共同配准可以使用用于将磁共振图像彼此配准的标准算法来完成。机器可执行指令的运行还使计算系统根据参考扫描磁共振图像来构建针对视场的对象掩模。例如，对象掩模可以用于识别视场中在对象之外的部分。由于共同配准，这则告知中间磁共振图像的哪些部分示出对象以及该图像的哪些部分是无成像空间。
机器可执行指令的运行还使计算系统通过将中间磁共振图像中在对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建临床磁共振图像。该实施例可能是有益的，因为在重建中间磁共振图像时，其具有CT图像的外观和许多性质。然而，在减法过程期间，图像中在对象之外的区域具有与预定背景值(例如低值或零值)相反的高像素值。中间磁共振图像自身则不具有CT图像的外观。然而，临床磁共振图像以将这些像素设置为预定背景值。在该情况下，临床磁共振图像具有CT图像的外观，尽管图像数据是使用磁共振成像系统采集的。巨大的益处在于，很多时候临床磁共振图像可以用在被用于处理CT图像的算法中。例如，为了进行诸如放射剂量治疗规划，使用分割算法，或构建伪计算机断层摄影图像。
在另一范例中，机器可执行指令的运行还使计算系统将临床磁共振图像输入到计算机断层摄影图像处理算法。计算机断层摄影图像处理算法的范例包括计算机断层摄影分割算法、计算机断层摄影放疗规划算法和伪计算机断层摄影重建算法。例如，临床磁共振图像可以用作起始点，以产生伪计算机断层摄影图像。来自例如T2*图或来自对初步磁共振图像中的一个或多个的分割的附加信息可以用于改进伪计算机断层摄影图像。
在另一范例中，多回波梯度回波k空间数据还包括在根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组。机器可执行指令的运行还使计算系统根据至少一个Dixon k空间数据组以及多个同相k空间数据组的部分来计算视场的一幅或多幅Dixon图像。一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像或图、水分数图像或图、T2*图和R2*图。
在另一范例中，Dixon磁共振成像协议是多点Dixon磁共振成像协议。机器可执行指令的运行还使计算系统在对一幅或多幅Dixon图像的计算期间计算针对视场的B0图。在执行Dixon磁共振成像时，可以使用不同的技术或协议。如果使用所谓的两点Dixon磁共振成像协议，则需要两个数据点，并且为了准确计算视场的B0图，可能需要正确计算这些值。如果有多于两个点或进行多于两次测量，则这是多点Dixon磁共振成像协议，并且在这些协议内存在用于确定B0图而无需直接测量它的方法。
在另一范例中，Dixon磁共振成像协议是两点Dixon磁共振成像协议。机器可执行指令的运行还使计算系统接收视场的B0图。还使用B0图来计算一幅或多幅Dixon图像。
在另一范例中，机器可执行指令的运行还使计算系统根据T2*图和B0图来计算T2图。T2*图是测量MR信号的去相位的映射。该去相位可能是由B0场以及对象的不同区域内的T2值的不均匀造成的。知道了B0图，就能根据T2*图来计算T2图。
在另一范例中，机器可执行指令的运行还使计算系统通过分割T2图来计算针对视场的软骨图。该实施例可能是有益的，因为尤其能够使用T2图确定或分割对象的软骨的细节。例如，对T2图进行分割以制作软骨图可能有助于制作伪计算机断层摄影图像，或为临床磁共振图像添加额外的细节。这可以使临床磁共振图像更像CT图像。
在另一范例中，医学系统还包括磁共振成像系统。存储器还包含多回波脉冲序列命令，所述多回波脉冲序列命令被配置为控制磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据。存储器还包含参考扫描脉冲序列命令，所述参考扫描脉冲序列命令被配置为控制磁共振成像系统采集参考扫描k空间数据。机器可执行指令的运行还使计算系统利用脉冲序列命令控制磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据。机器可执行指令的运行还使计算系统利用参考扫描脉冲序列命令控制磁共振成像系统采集参考扫描k空间数据。
在另一范例中，多回波脉冲序列命令使磁共振成像系统生成飞返磁场梯度或双极磁场梯度，以确保多回波梯度回波k空间数据的每个部分都是在相同的读出极性内采集的。这可能是有益的，因为它可以提供更均匀的初步磁共振图像。
在采集至少一个Dixon k空间数据组时也可以使用飞返磁场梯度或双极磁场梯度。
在另一范例中，多回波脉冲序列命令是梯度回波脉冲序列命令，所述梯度回波脉冲序列命令被配置为控制磁共振成像系统在回波时间采集多回波梯度回波k空间数据，回波时间是在脂肪和水同相时的间隔的倍数。
在另一范例中，多回波脉冲序列命令还被配置为额外地控制磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据，使得多回波梯度回波k空间数据包括至少一个Dixon k空间数据组。
在本发明的另一方面，提供一种计算机程序产品，其包括由计算系统运行的机器可执行指令。机器可执行指令的运行使计算系统接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据。多回波梯度回波k空间数据是在回波时间采集的多个同相k空间数据组，回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数。机器可执行指令的运行还使计算系统接收描述对象的视场的参考扫描k空间数据。机器可执行指令的运行还使计算系统重建针对多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像。
机器可执行指令的运行还使计算系统通过将初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过使用具有最长回波时间的初步磁共振图像或通过将初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统根据参考扫描k空间数据来重建参考扫描磁共振图像。
机器可执行指令的运行还使计算系统将参考扫描磁共振图像共同配准到中间磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统根据参考扫描磁共振图像来构建针对视场的对象掩模。机器可执行指令的运行还使计算系统通过将中间磁共振图像中在对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建临床磁共振图像。
在本发明的另一方面，提供一种医学成像的方法。所述方法包括接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据。多回波梯度回波k空间数据是在回波时间采集的多个同相k空间数据组，回波时间是在水和脂肪两者同相时的间隔的倍数。所述方法还包括接收描述对象的视场的参考扫描k空间数据。所述方法还包括重建针对多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像。所述方法还包括通过将初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像。所述方法还包括通过使用具有最长回波时间的初步磁共振图像或通过将初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像。
所述方法还包括通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。所述方法还包括根据参考扫描k空间数据来重建参考扫描磁共振图像。所述方法还包括将参考扫描磁共振图像共同配准到中间磁共振图像。所述方法还包括根据参考扫描磁共振图像来构建针对视场的对象掩模。所述方法还包括通过将中间磁共振图像中在对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建临床磁共振图像。
在本发明的另一方面，提供一种医学系统，其包括存储机器可执行指令的存储器。所述医学系统还包括计算系统。机器可执行指令的运行使计算系统接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据。多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数。多回波梯度回波k空间数据还包括在根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组。
机器可执行指令的运行还使计算系统根据至少一个Dixon k空间数据组以及多个同相k空间数据组的部分来计算视场的一幅或多幅Dixon图像。一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像或图、水分数图像或图、T2*图和R2*图。机器可执行指令的运行还使计算系统重建针对多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过将初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过使用具有最长回波时间的初步磁共振图像或通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化(优选为具有最长回波时间的那些)来构建临时磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。
在另一范例中，机器可执行指令的运行还使计算系统接收描述对象的视场的参考扫描k空间数据。机器可执行指令的运行还使计算系统根据参考扫描k空间数据来重建参考扫描磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统将参考扫描磁共振图像共同配准到中间磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统根据参考扫描磁共振图像来构建针对视场的对象掩模。机器可执行指令的运行还使计算系统通过将中间磁共振图像中在对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建临床磁共振图像。
在另一范例中，所述医学系统还包括磁共振成像系统。所述存储器还包含多回波脉冲序列命令，其被配置为控制磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据。多回波脉冲序列命令还被配置为额外地控制磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据，使得所述多回波梯度回波k空间数据包括至少一个Dixon k空间数据组。机器可执行指令的运行还使计算系统利用脉冲序列命令控制磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据。机器可执行指令的运行还使计算系统利用参考扫描脉冲序列命令控制磁共振成像系统采集参考扫描k空间数据。在另一范例中，所述存储器还包含参考扫描脉冲序列命令，其被配置为控制磁共振成像系统采集参考扫描k空间数据。
在本发明的另一方面，提供一种计算机程序产品，其包括由计算系统运行的机器可执行指令。机器可执行指令的运行使计算系统接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据。多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，回波时间是在水和脂肪两者同相时的间隔的倍数。多回波梯度回波k空间数据还包括在根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组。
机器可执行指令的运行还使计算系统根据至少一个Dixon k空间数据组以及多个同相k空间数据组的部分来计算视场的一幅或多幅Dixon图像。一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像或图、水分数图像或图、T2*图和R2*图。机器可执行指令的运行还使计算系统重建针对多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过将初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过使用具有最长回波时间的初步磁共振图像或通过将初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像。机器可执行指令的运行还使计算系统通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。
在本发明的另一方面，提供一种医学成像的方法。所述方法包括接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据。多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数。多回波梯度回波k空间数据还包括在根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组。所述方法还包括根据至少一个Dixon k空间数据组以及多个同相k空间数据组的部分来计算视场的一幅或多幅Dixon图像，其中，一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像、水分数图像、T2*图和R2*图。
所述方法还包括重建多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像。所述方法还包括通过将初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像。所述方法还包括通过使用具有最长回波时间的初步磁共振图像或通过将初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像。所述方法还包括通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。
要理解，可以组合本发明前述实施例中的一个或多个，只要组合实施例互不排斥。
本领域技术人员将认识到，本发明的各方面可以体现为一种装置、方法或计算机程序产品。相应地，本发明的各方面可以采取整体为硬件实施例、整体为软件实施例(包括固件、常住软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式，所有这些在本文中一般可被称作“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，该计算机程序产品体现在其上体现有计算机可执行代码的一个或多个计算机可读介质中。
可以使用一个或多个计算机可读介质的任意组合。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储存介质。本文中使用的“计算机-可读储存介质”涵盖可以储存可由计算设备的处理器或计算系统执行的指令的任何有形储存介质。计算机可读储存介质可以被称作计算机可读非暂时性储存介质。计算机-可读储存介质也可以被称作有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读储存介质也可以能够储存计算设备的计算系统能够访问的数据。计算机可读储存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、U盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘和计算系统的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字多用盘(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语“计算机可读储存介质”还指计算机设备能够经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可以通过调制解调器、互联网或局域网检索数据。体现在计算机可读介质上的计算机可执行代码可以使用任意合适的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等，或是前述介质的任意适当组合。
计算机可读信号介质可以包括具有体现于其中的计算机可执行代码的传播数据信号，例如以基带形式或作为载波的部分。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、光学或它们的任意适当组合。计算机可读信号介质可以是非计算机可读储存介质但能够传送、传播或传输程序以供指令运行系统、装置或设备使用或与指令运行系统、装置或设备有关的任何计算机可读介质。
“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读储存介质的范例。计算机存储器是计算系统可直接访问的任何存储器。“计算机储存器”或“储存器”是计算机可读储存介质另外的范例。计算机储存器是任意非易失性计算机可读储存介质。在一些实施例中，计算机储存器也可以是计算机存储器，反之亦然。
本文中使用的“计算系统”涵盖能够运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“计算系统”的引用(包括“计算系统”的范例)应被解释为可能包含多于一个计算系统或处理核。计算系统例如可以是多核处理器。计算系统也可以指单个计算机系统内的或分布在多个计算机系统中的计算系统的集合。术语计算系统还应被解释为可能指多个计算设备的集合或网络，每个计算设备都包括处理器或计算系统。机器可执行代码或指令由可能在同一计算设备内的或者可能甚至分布在多个计算设备间的多个计算系统或处理器来运行。
机器可执行指令或计算机可执行代码可以包括引起处理器或其他计算系统执行本发明一方面的指令或程序。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以一种或多种编程语言的任意组合来编写，包括面向对象的编程语言(例如Java、Smalltalk、C++等)和传统程序化编程语言(例如“C”编程语言或类似编程语言)，并被编译成机器可执行指令。在一些实例中，计算机可执行代码可以是高级语言的形式或预编译形式，并与联机生成机器可执行代码的解释器联合使用。在其他实例中，机器可执行指令或计算机可执行代码可以是可编程逻辑门阵列的编程的形式。
计算机可执行代码可以整体上在用户的计算机上、部分在用户的计算机上、作为独立软件包、部分在用户的计算机上部分在远程计算机上，或整体在远程计算机或服务器上运行。在后一种情境下，远程计算机可以通过任意类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以进行到外部计算机的连接(例如通过使用因特网服务提供上的因特网)。
本发明的各方面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示和/或框图来描述。要理解，流程、图示和/或框图中的每个框或部分框可以由在适用时为计算机可执行代码形式的计算机程序指令来实施。还要理解，在互不排斥时，可以组合不同流程、图示和/或框图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的计算系统，以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的计算系统运行的指令创建用于实施流程和/或框图的一个或多个框中制定的功能/动作的装置。
这些机器可执行指令或计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得计算机可读介质中储存的指令能够产生包括实施流程和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的产品。
机器可执行指令或计算机程序指令也可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以引起在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的指令能够提供用于实施流程和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。
本文中使用的“用户接口”是运行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”。用户接口可以为操作者提供信息或数据和/或接收来自操作者的信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的输入能够被计算机接收，并且可以为用户提供来自计算机的输出。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且接口可以允许计算机指示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接口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、游戏手柄、网络摄像头、耳机、踏板、有线手套、遥控器和加速度计对数据的接收，都是用户接口部件的示例，这些部件使得能够接收来自操作者的信息或数据。
本文中使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的计算系统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。硬件接口可以允许计算系统发送控制信号或指令给外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得计算系统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、模拟输入接口和数字输入接口。
本文中使用的“显示器”或“显示器设备”涵盖被适配用于显示通信或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、听觉或触觉数据。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)、储存管、双稳态显示器、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(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影仪和头戴式显示器。
医学成像数据在本文中被定义为由断层摄影医学成像系统进行的描述对象的记录测量结果。医学成像数据可以被重建为医学图像。医学图像在本文中被定义为对医学成像数据内包含的解剖数据的重建的二维或三维可视化。该可视化可以使用计算机来执行。
k空间数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间使用磁共振装置的天线对由原子自旋发出的射频信号的记录测量结果。磁共振数据是断层摄影医学图像数据的范例。
磁共振成像(MRI)图像或MR图像在本文中被定义为对磁共振成像数据内包含的解剖数据的重建的二维或三维可视化。该可视化可以使用计算机来执行。
附图说明
下面将仅以举例的方式参考附图来描述本发明的优选实施例，附图中：
图1图示了医学系统的范例；
图2示出了图示使用图1的医学系统的方法的流程图；
图3图示了医学系统的另外的范例；
图4示出了图示使用图3的医学系统的方法的流程图；
图5图示了医学系统的另外的范例；
图6示出了计算机断层摄影图像与中间临床磁共振图像之间的比较；以及
图7示出了临床磁共振图像的范例。
具体实施方式
这些图中编号相同的要素或为等同要素或执行相同功能。如果功能等同，则前文已讨论过的要素不一定会在后面的图中进行讨论。
图1图示了医学系统100的范例。在该范例中，医学系统100包括计算机102。图1中图示的医学系统100可以被并入不同类型的场合并以不同方式使用。在一个范例中，医学系统可以线上获得或作为云服务来执行图像处理任务。在另一范例中，医学系统可以被并入由放射科医师或其他医学专业人员使用的工作站。在又一范例中，医学系统100可以被并入磁共振成像系统。
医学系统还被示为包括计算系统104，其与可选的硬件接口106、可选的用户接口108和存储器110通信。计算机102意图表示可以位于一个或多个位置的一个或多个计算机。同样，计算系统104意图表示可以包含在一个或多个计算系统内的一个或多个计算系统或处理器。例如，计算机102和计算系统104可以是分布式计算系统的部分。
存储器110意图表示计算系统104可访问的各种类型的存储器。存储器110被示为包含机器可执行指令120。机器可执行指令120包含使得计算系统104能够执行各种图像处理和磁共振成像重建任务的指令。在一些范例中，机器可执行指令120也可以使得计算系统104能够经由硬件接口106控制磁共振成像系统。存储器110还被示为包含多回波梯度回波k空间数据122。存储器110还被示为包含已根据多回波梯度回波k空间数据122形成的同相k空间数据组124。同相k空间数据组124是在特定回波时间采集的k空间数据组，特定回波时间是在水和脂肪二者彼此同相时的间隔的倍数。
存储器110还被示为包含参考扫描k空间数据126。存储器110还被示为包含初步磁共振图像128，其中，针对同相k空间数据组124中的每个存在一副图像。存储器110还被示为包含已通过将一些或全部初步磁共振图像128平均化构建的平均磁共振图像130。存储器110还被示为包含临时磁共振图像132。例如，临时磁共振图像132可以简单地是具有最长回波时间的初步磁共振图像，最长回波时间是水和脂肪的同相周期的倍数。在其他范例中，其可以是若干幅图像的平均，例如具有最长回波时间的最后若干幅图像。存储器110还被示为包含中间磁共振图像134。
中间磁共振图像134通过从临时磁共振图像132减去平均磁共振图像130来构建。存储器110还被示为包含根据参考扫描k空间数据126重建的参考扫描磁共振图像136。存储器110还被示为包含在中间磁共振图像134与参考扫描磁共振图像136之间的图像配准138。例如，中间磁共振图像134和参考扫描磁共振图像136可以具有不同分辨率，例如在参考扫描磁共振图像136是定位或调查图像时。图像配准138然后可以作为两幅图像134、136之间的映射。
存储器110还被示为包含可选的图像分割算法140。图像分割算法140使得能够根据参考扫描磁共振图像136构建对象掩模142。例如，对象掩模142可以将体素划分成示出对象的部分或未示出对象的部分。图像配准138例如可以由机器可执行指令120使用标准图像配准技术来执行。存储器110还被示为包含临床磁共振图像144，其通过采用中间磁共振图像134并使用对象掩模142将对象之外的或非对象的部分的体素设置为预定背景值(例如零或空值)来构建。
图2示出了图示操作图1的医学系统100的方法的流程图。首先，在步骤200中，接收200描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据。多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，回波时间是在水和脂肪二者同相时的间隔的倍数。接下来，在步骤202中，接收描绘对象的视场的参考扫描k空间数据126。然后，在步骤204中，重建针对多个同相k空间数据组124中的每个的初步磁共振图像128。然后，在步骤206中，通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像130。接下来，在步骤208中，通过使用最长回波时间的初步磁共振图像或者通过将小于一半的初步磁共振图像平均化来构建临时磁共振图像132。优选地，这些小于一半的初步磁共振图像是具有最长回波时间的初步磁共振图像。然后，在步骤210中，通过从临时磁共振图像减去平均磁共振图像来构建中间磁共振图像134。
接下来，在步骤212中，根据参考扫描k空间数据126重建参考扫描磁共振图像136。然后，在步骤204中，共同配准参考扫描磁共振图像136和中间磁共振图像134。接下来，在步骤216中，根据参考扫描磁共振图像来构建针对视场的对象掩模142。最后，在步骤218中，通过将中间磁共振图像中在对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建临床磁共振图像144。
图3图示了医学系统300的另外的范例。图3中描绘的医学系统300类似于图1中描绘的医学系统100。在一些范例中，可以将医学系统100和300的特征组合到一起。在图3中的范例中，多回波梯度回波k空间数据122被示为还包括根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的Dixon k空间数据组。如果Dixon磁共振成像协议是两点Dixon磁共振成像协议，则可能仅存在单个Dixon k空间数据组。如果Dixon磁共振成像协议是多点Dixon磁共振成像协议，则可能存在多个Dixon k空间数据组320。存储器110还被示为包括根据至少一个Dixon k空间数据组320和多个同相k空间数据组的部分计算的Dixon图像322。
图4示出了图示操作图3的医学系统的方法的流程图。可以将图2和图4中图示的方法组合到一起。在图4中，所述方法以步骤200开始，如图2中所图示的，然后执行步骤400。在步骤400中，根据至少一个Dixon k空间数据组320和多个同相k空间数据组124的部分来计算视场的一幅或多幅Dixon图像。在执行步骤400之后，执行如图2中图示的步骤204至步骤210。
图5图示了医学系统500的另外的范例。图5中图示的范例组合了图1和图3中分别图示的医学系统100和300的特征，并且额外地包括由计算系统104控制的磁共振成像系统502。
磁共振成像系统502包括磁体504。磁体504是超导圆柱形磁体，具有穿过它的膛506。不同类型的磁体的使用也是可能的；例如也有可能使用分体式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者。分体式圆柱形磁体类似于标准圆柱形磁体，除了低温恒温器被分成两部分，以允许进入磁体的等平面，这种磁体例如可以与带电粒子束治疗联合使用。开放式磁体具有两个磁体部分，一个在另一个之上，之间的空间足够大足以容纳对象：两部分区域的布置类似于亥姆霍兹线圈。开放式磁体是流行的，因为对象较少受限。在圆柱形磁体的低温恒温器内部存在超导线圈的集合。
在圆柱形磁体594的膛506内是成像区508，其中的磁场强且均匀，足以执行磁共振成像。视场509示于成像区508内。k空间数据通常是针对视场509采集的。感兴趣区域可以与视场509相同，或者它可以是视场509的子体积。对象518被示为由对象支撑体520支撑，使得对象518的至少部分在成像区508和视场509内。
在磁体的膛506内还存在一组磁场梯度线圈510，其被用于采集初步k空间数据，以对磁体504的成像区508内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈510连接到磁场梯度线圈电源512。磁场梯度线圈510意图是代表性的。通常，磁场梯度线圈510包含三组分开的线圈，用于在三个正交的空间方向上进行空间编码。磁场梯度电源为磁场梯度线圈供应电流。供应到磁场梯度线圈510的电流被控制为时间的函数，并且可以是斜坡式或脉冲式的。
毗邻成像区508的是射频线圈514，其用于操纵成像区508内的磁自旋的取向，以及用于接收还来自成像区508内的磁自旋的射频发射。射频天线可以包含多个线圈元件。射频天线也可以被称作信道或天线。射频线圈514连接到射频收发器516。射频线圈514和射频收发器516可以用单独的发射和接收线圈以及单独的发射器和接收器来代替。要理解，射频线圈514和射频收发器516是代表性的。射频线圈514意图还表示专用发射天线和专用接收天线。同样，收发器516也可以表示单独的发射器和接收器。射频线圈514还可以具有多个接收/发射元件，并且射频收发器516可以具有多个接收/发射信道。
收发器516和梯度控制器512被视为连接到计算机系统102的硬件接口106。这两个部件以及其他部件(诸如提供位置数据的对象支撑物)都可以提供传感器数据126。
存储器110还被示为包含多回波脉冲序列命令530，其用于控制磁共振成像系统502采集多回波梯度回波k空间数据122，多回波梯度回波k空间数据122包括同相k空间数据组124和至少一个Dixon k空间数据组320两者。存储器110被示为还包括参考扫描脉冲序列命令532，其用于控制磁共振成像系统采集参考扫描k空间数据126。
存储器110被示为可选地包含计算机断层摄影图像处理算法534。该算法534在不同范例中可以采取不同形式。在一个范例中，计算机断层摄影图像处理算法534可以接收临床磁共振图像144，并使用为计算机断层摄影设计的算法做这些事情，如执行分割或进行放射治疗规划。存储器110还被示为包含感兴趣区域509的B0图。例如，该图可以是已单独采集的，或者它可以是在对多回波梯度回波k空间数据122执行多点Dixon分析的过程中计算出来的。在执行Dixon方法的过程中，可以确定T2*图。B0图536和任何T2*图都可以用于计算T2图538。T2图538对于诸如计算临床图像的软骨映射这样的事情可能是有用的，其例如可以在构建合成计算机断层摄影图像方面有用。
计算机断层摄影(CT)是用于对骨进行成像的理想模态，但如上文已提及的，CT的主要缺点是它使用电离辐射。辐射暴露对于成人和儿童两者都是个问题；然而，最近的研究已显示，儿童罹患与辐射相关的癌症的风险可能比接触相同CT的成人高出数倍。这使得不使用电离辐射的其他成像模态(如MRI)对儿科成像很有吸引力。尽管MRI提供优异的软组织对比度，但由于其质子密度低以及非常短的T2弛豫时间，它在对骨进行成像方面不如CT。用MRI对骨中异常进行可视化的能力将提供一种无创的方法，该方法将允许用于评价骨异常及关联的软组织损伤的最佳儿科成像策略。而且，最新的MR成像方法(如合成MRI和MR指纹识别)根据单次采集提供多种MRI对比度。然而，这些技术大多已经应用于脑部，仅在最近才开始应用于其他身体部位(如肌肉骨骼)。这些技术还被限制到软组织，并且无法实现对骨异常的充分可视化。
范例可以利用3D快速场回波(FFE)序列(或其他多回波梯度回波技术)。在一些范例中，FFE序列可以通过使用特定的且场相关的回波间距来优化。同相间隔的场相关回波间距(即：2.3ms、4.6ms等@3T；4.6ms、9.2ms等@1.5T)使脂肪与水之间的化学位移以及因T2*衰减造成的MR信号损失最小化。通过在满足两点Dixon或多点Dixon(mDIXON)技术要求的回波时间(TE)的多回波采集中增加回波，采集可以通过mDIXON Quant重建管线(或其他重建技术)运行，以提供同相、异相、脂肪、水图像以及T2*、R2*、脂肪分数和B0图。此外，飞返梯度和全回波采集的使用也可以带来改进。飞返梯度的实施可以减小因每个TE的读出梯度的恒定极化造成的回波时间之间的失真。这在后处理期间对回波进行求和时减小了模糊。相较于部分回波，全回波的使用通过消除k空间的部分傅立叶改善了SNR并减小了图像模糊。B0和T2*图也可以用于导出计算T2图，以提供全套软骨映射选项。
图像采集之后，后处理步骤可以包括对全部回波的自动求和，以增大信号，然后从最后的回波减去得到的图像以将窗口反转，来产生具有CT/X射线样对比度的图像。该反转图像提供了CT/X射线对比度，但创建了不像CT和X射线图像的具有白色背景的图像。为了创建黑色背景，可以将SENSE或其他参考扫描用作掩模。这是通过将SENSE参考扫描感兴趣体积(VOI)内对MR信号有贡献的像素乘以1并且将在VOI之外的那些像素乘以0以创建黑色背景来完成的。为了进一步扩展后处理，可以通过对定量图进行限阈来生成自动T2*/T2软骨图，增加定量图作为任意幅度图像上的覆盖层。也有可能增加人工智能(AI)分割以允许对骨、软骨、肌腱/韧带、肌肉和脂肪的分割，以便于为手术准备进行3D打印和建模。
图6示出了两幅医学图像。图像600是根据示出前颅骨骨折604的多平面重建的矢状面计算机断层摄影图像。图像134示出了根据范例构建的中间磁共振图像。在该图像内，前颅骨骨折604也是可见的。这两幅图像的比较图示了中间磁共振图像134如何包含与计算机断层摄影图像600相似的信息。图6还图示了背景(或对象之外的区)如何拥有错误值。在CT图像中，例如图像600所示，背景是深色。
图7图示了临床磁共振图像144’的另外的范例。令人震惊的是，该磁共振图像144’包含与计算机断层摄影图像相似的信息。在该范例中，背景是深色。
尽管已在附图和前文的描述中详细图示和描述了本发明，但应将这样的图示和描述示为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，能够理解并实现所公开实施例的其他变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他要素或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的多个项目的功能。相互不同的从属权利要求中记载了特定措施这一仅有四十并不指示不能利用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以以其他形式分布，例如经由因特网或是其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
各个实施例有可能通过以下编号条款中规定的以下一个或多个特征来描述：
第1条、特征包括一种医学系统，所述医学系统包括：
-存储器，其存储机器可执行指令，
-计算系统，其中，所述机器可执行指令的运行使所述计算系统：
-接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据，其中，所述多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数，其中，所述多回波梯度回波k空间数据还包括根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组；
-根据所述至少一个Dixon k空间数据组以及所述多个同相k空间数据组的部分来计算所述视场的一幅或多幅Dixon图像，其中，所述一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像、水分数图像、T2*图和R2*图；
-重建针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像；
-通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像；
-通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过将所述初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像；以及
-通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。
第2条、第1条所述的医学系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统：
-接收描述对象的视场的参考扫描k空间数据；
-根据所述参考扫描k空间数据来重建参考扫描磁共振图像；
-将所述参考扫描磁共振图像共同配准到所述中间磁共振图像；
-根据所述参考扫描磁共振图像来构建针对所述视场的对象掩模；
-通过将所述中间磁共振图像中在所述对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建临床磁共振图像。
第3条、第2条所述的医学系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统将所述临床磁共振图像输入到计算机断层摄影图像处理算法，其中，所述计算机断层摄影图像处理算法是以下中的任一个：计算机断层摄影分割算法、计算机断层摄影放疗规划算法和伪计算机断层摄影重建算法。
第4条、第1、2或3条所述的医学系统，其中，所述Dixon磁共振成像协议是多点Dixon磁共振成像协议，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统在对所述一幅或多幅Dixon图像的计算期间计算针对所述视场的B0图。
第5条、第1、2或3条所述的医学系统，其中，所述Dixon磁共振成像协议是两点Dixon磁共振成像协议，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统接收所述视场的B0图，其中，还使用所述B0图来计算一幅或多幅Dixon图像。
第6条、第4或5条所述的医学系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统根据所述T2*图和所述B0图来计算T2图。
第7条、第6条所述的医学系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统通过分割所述T2图来计算针对所述视场的软骨图。
第8条、第1至7条中的任一条所述的医学系统，其中，所述医学系统还包括磁共振成像系统，其中，所述存储器还包含多回波脉冲序列命令，所述多回波脉冲序列命令被配置为控制所述磁共振成像系统采集所述多回波梯度回波k空间数据，其中，所述多回波脉冲序列命令还被配置为额外地控制所述磁共振成像系统采集所述多回波梯度回波k空间数据，使得所述多回波梯度回波k空间数据包括所述至少一个Dixon k空间数据组，其中，所述存储器还包含参考扫描脉冲序列命令，所述参考扫描脉冲序列命令被配置为控制所述磁共振成像系统采集所述参考扫描k空间数据，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统：
-利用所述脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据；以及
-利用所述参考扫描脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统采集所述参考扫描k空间数据。
第9条、第8条所述的医学系统，其中，所述多回波脉冲序列命令使所述磁共振成像系统生成飞返磁场梯度或双极磁场梯度，以确保所述多个同相k空间数据组中的每个和所述至少一个Dixon k空间数据组都是利用相同的读出极性采集的。
第10条、第8或9条所述的医学系统，其中，所述多回波脉冲序列命令被配置为控制所述磁共振成像系统在回波时间采集所述多回波梯度回波k空间数据，所述回波时间是在脂肪和水同相时的间隔的倍数，其中，所述多回波脉冲序列命令还被配置为额外地控制所述磁共振成像系统采集所述多回波梯度回波k空间数据，使得所述多回波梯度回波k空间数据包括所述至少一个Dixon k空间数据组。
第11条、特征包括一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括由计算系统运行的机器可执行指令，其中，所述机器可执行指令的运行使所述计算系统：
-接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据，其中，所述多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数，其中，所述多回波梯度回波k空间数据还包括在根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组；
-根据所述至少一个Dixon k空间数据组以及所述多个同相k空间数据组的部分来计算所述视场的一幅或多幅Dixon图像，其中，所述一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像、水分数图像、T2*图和R2*图；
-重建针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像；
-通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像；
-通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过将所述初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像；以及
-通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。
第12条、特征包括一种医学成像的方法，其中，所述方法包括：
-接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据，其中，所述多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数，其中，所述多回波梯度回波k空间数据还包括在根据Dixon磁共振成像协议的回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组；
-根据所述至少一个Dixon k空间数据组以及所述多个同相k空间数据组的部分来计算所述视场的一幅或多幅Dixon图像，其中，所述一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像、水分数图像、T2*图和R2*图；
-重建针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像；
-通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像；
-通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过所述初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像；以及
-通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建中间磁共振图像。
附图标记列表
100医学系统
102计算机
104计算系统
106硬件接口
108用户接口
110存储器
120机器可执行指令
122多回波梯度回波k空间数据
124同相k空间数据组
126参考扫描k空间数据
128初步磁共振图像
130平均磁共振图像
132临时磁共振图像
134中间磁共振图像
136参考扫描磁共振图像
138图像配准
140图像分割算法
142对象掩模
144临床磁共振图像
144’临床磁共振图像
200接收描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据，其中，所述多回波梯度回波k空间数据是在回波时间采集的多个同相k空间数据组，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数
202接收描述所述对象的所述视场的参考扫描k空间数据
204重建针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像
206通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建平均磁共振图像
208通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过将所述初步磁共振图像的不到一半平均化来构建临时磁共振图像
210通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建中间磁共振图像
212根据所述参考扫描k空间数据来重建参考扫描磁共振图像
214将所述参考扫描磁共振图像共同配准到所述中间磁共振图像
216根据所述参考扫描磁共振图像来构建针对所述视场的对象掩模
218通过将所述中间磁共振图像中在所述对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建临床磁共振图像
300医学系统
320Dixon k空间数据组
322Dixon图像
400根据所述至少一个Dixon k空间数据组和所述多个同相k空间数据组的部分来计算所述视场的一幅或多幅Dixon图像
500医学系统
502磁共振成像系统
504磁体
506磁体的膛
508成像区
509视场
510磁场梯度线圈
512磁场梯度线圈电源
514射频线圈
516收发器
518对象
520对象支撑体
530多回波脉冲序列命令
532参考扫描脉冲序列命令
534计算机断层摄影图像处理算法
536B0图
538T2图
600矢状面计算机断层摄影多平面重建
604前侧肩胛盂骨折
Claims (14)
1.一种医学系统(100、500)，包括：
-存储器(110)，其存储机器可执行指令(120)，
-计算系统(104)，其中，所述机器可执行指令的运行使所述计算系统：
-接收(200)描述对象(518)的视场(509)的多回波梯度回波k空间数据(122)，其中，所述多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组(124)，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数；
-接收(202)描述所述对象的所述视场的参考扫描k空间数据(126)；
-重建(204)针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像(128)；
-通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建(206)平均磁共振图像(130)；
-通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过将小于一半的所述初步磁共振图像平均化来构建(208)临时磁共振图像(132)；
-通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建(210)中间磁共振图像(134)；
-根据所述参考扫描k空间数据来重建(212)参考扫描磁共振图像(136)；
-将所述参考扫描磁共振图像共同配准(214)到所述中间磁共振图像；
-根据所述参考扫描磁共振图像来构建(216)针对所述视场的对象掩模(142)；
-通过将所述中间磁共振图像中在所述对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建(218)临床磁共振图像(144)。
2.如权利要求1所述的医学系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统将所述临床磁共振图像输入到计算机断层摄影图像处理算法(534)，其中，所述计算机断层摄影图像处理算法是以下中的任一个：计算机断层摄影分割算法、计算机断层摄影放疗规划算法和伪计算机断层摄影重建算法。
3.如权利要求1或2所述的医学系统，其中，所述多回波梯度回波k空间数据还包括在根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组(320)，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统根据所述至少一个Dixon k空间数据组以及所述多个同相k空间数据组的部分来计算所述视场的一幅或多幅Dixon图像，其中，所述一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像、水分数图像、T2*图和R2*图。
4.如权利要求3所述的医学系统，其中，所述Dixon磁共振成像协议是多点Dixon磁共振成像协议，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统在对所述一幅或多幅Dixon图像的计算期间计算针对所述视场的B0图(536)。
5.如权利要求3所述的医学系统，其中，所述Dixon磁共振成像协议是两点Dixon磁共振成像协议，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统接收所述视场的B0图(536)，其中，还使用所述B0图来计算一幅或多幅Dixon图像。
6.如权利要求4或5所述的医学系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统根据所述T2*图和所述B0图来计算T2图(538)。
7.如权利要求6所述的医学系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统通过分割所述T2图来计算针对所述视场的软骨图。
8.如前述权利要求中的任一项所述的医学系统，其中，所述医学系统还包括磁共振成像系统(502)，其中，所述存储器还包含多回波脉冲序列命令(530)，所述多回波脉冲序列命令(530)被配置为控制所述磁共振成像系统采集所述多回波梯度回波k空间数据，其中，所述存储器还包含参考扫描脉冲序列命令，所述参考扫描脉冲序列命令被配置(532)为控制所述磁共振成像系统采集所述参考扫描k空间数据，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统：
-利用所述脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统采集多回波梯度回波k空间数据；以及
-利用所述参考扫描脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统采集所述参考扫描k空间数据。
9.如权利要求8所述的医学系统，其中，所述多回波脉冲序列命令使所述磁共振成像系统生成飞返磁场梯度或双极磁场梯度，以确保所述多回波梯度回波k空间数据中的每个都是利用相同的读出极性采集的。
10.如权利要求8或9所述的医学系统，其中，所述多回波脉冲序列命令是梯度回波脉冲序列命令，所述梯度回波脉冲序列命令被配置为控制所述磁共振成像系统在回波时间采集所述多回波梯度回波k空间数据，所述回波时间是在脂肪和水同相时的间隔的倍数。
11.如权利要求8至10中的任一项所述的医学系统，其中，所述多回波脉冲序列命令还被配置为额外地控制所述磁共振成像系统采集所述多回波梯度回波k空间数据，使得所述多回波梯度回波k空间数据包括所述至少一个Dixon k空间数据组。
12.一种计算机程序产品，包括由计算系统(104)运行的机器可执行指令(120)，其中，所述机器可执行指令的运行使所述计算系统：
-接收(200)描述对象(518)的视场(509)的多回波梯度回波k空间数据(122)，其中，所述多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组(124)，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数；
-接收(202)描述所述对象的所述视场的参考扫描k空间数据(126)；
-重建(204)针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像(128)；
-通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建(206)平均磁共振图像(130)；
-通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过将所述初步磁共振图像的不到一半平均化来构建(208)临时磁共振图像(132)；
-通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建(210)中间磁共振图像(134)；
-根据所述参考扫描k空间数据来重建(212)参考扫描磁共振图像(136)；
-将所述参考扫描磁共振图像共同配准(214)到所述中间磁共振图像；
-根据所述参考扫描磁共振图像来构建(216)针对所述视场的对象掩模(142)；
-通过将所述中间磁共振图像中在所述对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建(218)临床磁共振图像(144)。
13.一种医学成像的方法，其中，所述方法包括：
-接收(200)描述对象的视场的多回波梯度回波k空间数据，其中，所述多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数；
-接收(202)描述所述对象的所述视场的参考扫描k空间数据(126)；
-重建(204)针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像(128)；
-通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建(206)平均磁共振图像(130)；
-通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过将所述初步磁共振图像的不到一半平均化来构建(208)临时磁共振图像(132)；
-通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建(210)中间磁共振图像(134)；
-根据所述参考扫描k空间数据来重建(212)参考扫描磁共振图像(136)；
-将所述参考扫描磁共振图像共同配准(214)到所述中间磁共振图像；
-根据所述参考扫描磁共振图像来构建(216)针对所述视场的对象掩模(142)；
-通过将所述中间磁共振图像中在所述对象掩模之外的像素设置为预定背景值来构建(218)临床磁共振图像(144)。
14.一种医学系统(300、500)，包括：
-存储器(110)，其存储机器可执行指令(120)，
-计算系统(104)，其中，所述机器可执行指令的运行使所述计算系统：
-接收(200)描述对象(518)的视场(509)的多回波梯度回波k空间数据(122)，其中，所述多回波梯度回波k空间数据包括在回波时间采集的多个同相k空间数据组(124)，所述回波时间是在水和脂肪同相时的间隔的倍数，其中，所述多回波梯度回波k空间数据还包括根据Dixon磁共振成像协议在回波时间采集的至少一个Dixon k空间数据组(320)；
-根据所述至少一个k空间数据Dixon组以及所述多个同相k空间数据组的部分来计算(400)所述视场的一幅或多幅Dixon图像(322)，其中，所述一幅或多幅Dixon图像包括以下中的一个或多个：同相Dixon图像、异相Dixon图像、脂肪图像、水图像、脂肪分数图像、水分数图像、T2*图和R2*图；
-重建(204)针对所述多个同相k空间数据组中的每个的初步磁共振图像(128)；
-通过将所述初步磁共振图像的至少一半平均化来构建(206)平均磁共振图像(130)；
-通过使用具有最长回波时间的所述初步磁共振图像或通过将所述初步磁共振图像的不到一半平均化来构建(208)临时磁共振图像(132)；以及
-通过从所述临时磁共振图像减去所述平均磁共振图像来构建(210)中间磁共振图像(134)。
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