超聲增強(qiáng)型磁共振成像的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及超聲增強(qiáng)型磁共振成像。使用超聲信息來提高（46）磁共振成像幀速率。可以以相對于MR獲取提高的幀速率提供磁共振（MR）圖像。對于MR數(shù)據(jù)的獲取之間的時間而言，可以創(chuàng)建（44）MR數(shù)據(jù)。為了說明組織的位置隨時間的任何改變，使用超聲來跟蹤（42）組織或其他成像結(jié)構(gòu)的位置?；诔暤奈恢眯畔⒂糜谥甘舅鶆?chuàng)建的MR數(shù)據(jù)的值或強(qiáng)度的位置。以比MR獲取更高的幀速率但基于超聲數(shù)據(jù)、利用相對位置的精確度來生成MR圖像。
【專利說明】超聲增強(qiáng)型磁共振成像
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)施例涉及磁共振成像(MRI)。特別地，利用超聲來增強(qiáng)MRI。
【背景技術(shù)】
[0002]MRI和超聲成像這兩者生成解剖的圖像。MRI具有以高空間分辨率生成清楚且潔凈的圖像(例如，更高信噪比)的優(yōu)點(diǎn)，并較少地受遮擋影響。然而，甚至解剖的MRI的獲取時間比超聲成像更慢。超聲成像可以以更高的速率提供甚至對體積的實(shí)時成像，從而允許查看血流和內(nèi)臟器官的移動。超聲成像也可能相對較便宜。然而，超聲成像遭受斑點(diǎn)之害，從而導(dǎo)致信噪比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]通過介紹，以下描述的優(yōu)選實(shí)施例包括用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的方法、系統(tǒng)、指令和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)?？梢砸韵鄬τ贛R獲取提高的幀速率提供磁共振(MR)圖像。在MR數(shù)據(jù)的獲取之間的時間內(nèi)，可以創(chuàng)建MR數(shù)據(jù)。為了說明組織位置隨時間的任何改變，使用超聲來跟蹤其他成像結(jié)構(gòu)或組織的位置。使用基于超聲的位置信息來指示所創(chuàng)建的MR數(shù)據(jù)的值或強(qiáng)度的位置。以比MR獲取更高的幀速率但基于超聲數(shù)據(jù)、利用相對位置的精確度來生成MR圖像。
[0004]在第一方面中，提供了一種用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的方法。以第一速率獲取表示患者的區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)。在第一時間處獲取所述區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)的第一幀，并且在所述第一時間后的第二時間處獲取所述區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)的第二幀。以比所述第一速率更小的第二速率獲取表示患者的區(qū)域的掃描磁共振數(shù)據(jù)。在基本上所述第一時間處獲取所述區(qū)域的掃描磁共振數(shù)據(jù)的第一幀，并且在所述第一時間和所述第二時間后的第三時間處獲取所述區(qū)域的掃描磁共振數(shù)據(jù)的第二幀。根據(jù)所述超聲數(shù)據(jù)的第一幀和第二幀，確定從所述第一時間至所述第二時間的運(yùn)動。根據(jù)所述掃描磁共振數(shù)據(jù)的第一幀和所述運(yùn)動來構(gòu)造所構(gòu)造的磁共振數(shù)據(jù)的第三幀。所述第三幀`表示所述第二時間處的所述區(qū)域。依照所構(gòu)造的磁共振數(shù)據(jù)的第三幀來顯示圖像。
[0005]在第二方面中，非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)在其中存儲有表示可由經(jīng)編程的處理器針對超聲增強(qiáng)型磁共振成像而執(zhí)行的指令的數(shù)據(jù)。該存儲介質(zhì)包括用于執(zhí)行以下操作的指令:通過磁共振掃描來生成包括第一磁共振數(shù)據(jù)的集合的時間序列；利用超聲來針對在磁共振數(shù)據(jù)的集合中的至少第一集合中表示的多個位置中的每一個確定位置隨時間的改變；依照位置的改變、根據(jù)第一磁共振數(shù)據(jù)的集合中的一個或多個來創(chuàng)建磁共振數(shù)據(jù)的附加集合；以及將所述附加集合插入到時間序列中，使得所述集合和附加集合的時間序列具有比由磁共振掃描生成的集合更大的幀速率。
[0006]在第三方面中，提供了一種用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的系統(tǒng)。磁共振(MR)系統(tǒng)被配置為提供MR數(shù)據(jù)的幀或卷(volume)的第一序列。超聲系統(tǒng)被配置為提供超聲數(shù)據(jù)的幀或卷的第二序列。處理器被配置為根據(jù)所述超聲數(shù)據(jù)來確定隨時間的空間偏移，并提高M(jìn)R圖像的將所述空間偏移應(yīng)用于所述MR數(shù)據(jù)的幀速率。
[0007]本發(fā)明由以下權(quán)利要求限定，并且本部分中的內(nèi)容均不應(yīng)被視為對這些權(quán)利要求的限制。以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例來討論本發(fā)明的其他方面和優(yōu)勢，并且稍后可以獨(dú)立地或組合地要求保護(hù)這些方面和優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]組件和圖不必按比例繪制，而是重點(diǎn)在于示意本發(fā)明的原理。此外，在附圖中，貫穿不同視圖，相似的參考標(biāo)記標(biāo)示對應(yīng)的部分。
[0009]圖1是用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的方法的一個實(shí)施例的流程圖圖示；
圖2示意了 MR和超聲數(shù)據(jù)的示例獲取速率和對應(yīng)的幀；
圖3示意了 MR幀的序列，其包括以比圖2中所示的獲取更高的幀速率插入的幀；以及 圖4是用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的系統(tǒng)的一個實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]借助于實(shí)時超聲掃描來生成高時間分辨率MRI。使用MRI和超聲成像的組合來生成具有更好時間分辨率的MR圖像。給定低時間分辨率MR圖像，借助于高幀速率超聲圖像來生成中間MR圖像?？梢栽谥痼w素或逐像素的基礎(chǔ)上將MRI值與超聲值相關(guān)聯(lián)?？梢允褂迷诔晵呙鑳?nèi)記錄的運(yùn)動、基于運(yùn)動模型和所獲取的MRI值來重構(gòu)更高時間分辨率MR圖像。所得到的MR圖像可以捕獲解剖結(jié)構(gòu)的運(yùn)動。
[0011]圖1示出了用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的方法。該方法由圖4的系統(tǒng)10或另一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。按所示出的順序或其他順序執(zhí)行動作。例如，以交織的方式、順序地、或者同時地執(zhí)行動作30和32。對于順序地而言，可以執(zhí)行將獲取與周期(諸如，心搏周期或呼吸周期)進(jìn)行同步的附加動作。與動作30和32的獲取實(shí)時地執(zhí)行動作40-48，諸如，在相同檢查會議中、在獲取或掃描正在進(jìn)行時和/或在已經(jīng)掃描的幾秒內(nèi)執(zhí)行動作40-48?？商鎿Q地，在稍后的時間處或在檢查會議之后執(zhí)行動作40-48。
[0012]可以提供附加的、不同的或更少的動作。例如，不提供空間配準(zhǔn)的動作40。作為另一示例，不提供動作48。在另一示例中，提供了在時間上對準(zhǔn)在心搏周期、呼吸周期或其他周期的不同時間但相同或類似階段處獲取的MR和超聲數(shù)據(jù)的動作?；谏碇芷诘臅r間對準(zhǔn)提供了表示相對于周期的相同時間的數(shù)據(jù)。
[0013]動作30和32的獲取由超聲和MRI系統(tǒng)執(zhí)行。實(shí)時地或者在掃描期間獲得數(shù)據(jù)。可替換地，先前獲取了數(shù)據(jù)，并且通過數(shù)據(jù)傳送或?qū)Υ鎯ζ鞯脑L問來獲得數(shù)據(jù)。
[0014]在動作30中，獲取超聲數(shù)據(jù)。通過在兩個或三個維度中對患者進(jìn)行聲學(xué)掃描來獲取超聲數(shù)據(jù)?？梢允褂萌魏晤愋偷膾呙?、掃描格式或成像模式。例如，在添加或未添加對比劑的情況下使用諧波成像。作為另一示例，使用B-模式、色流模式、頻譜多普勒模式、M-模式、對比或其他成像模式。
[0015]通過掃描來從患者獲取表示解剖或流信息的超聲數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)表示患者的點(diǎn)、線、面積或體積。對于超聲成像而言，發(fā)送超聲頻率處的波形，并接收回波。將回聲轉(zhuǎn)換為電信號，并對其進(jìn)行波束賦形，以表示患者的區(qū)域內(nèi)的采樣位置。可以對波束賦形后的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波或以其他方式進(jìn)行處理，諸如將信息同諧波頻帶或基頻帶隔離。可以處理所發(fā)送的波形的一個或多個諧波處的回波。
[0016]可以檢測波束賦形后的數(shù)據(jù)，諸如確定強(qiáng)度(B-模式)或速度(流模式)?？梢允褂脕碜韵嗤恢玫幕夭ㄐ盘柕男蛄衼砉烙?jì)速度、方差和/或能量。序列還可以用于檢測對比劑。例如，添加對具有不同相位和/或幅度的傳輸?shù)捻憫?yīng)，以將信息同如與組織或流相對的對比劑隔離。對比劑檢測可以用于灌注分析?？梢允褂脕碜圆ㄊx形后的數(shù)據(jù)的其他檢測技術(shù)。所檢測到的超聲信息是解剖數(shù)據(jù)。例如，B-模式數(shù)據(jù)表示組織結(jié)構(gòu)。作為另一示例，流數(shù)據(jù)指示與血管相關(guān)聯(lián)的位置。在又一示例中，對比劑數(shù)據(jù)指示與患者體內(nèi)的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的對比劑。
[0017]可以對所檢測到的值進(jìn)行濾波和/或?qū)⑵鋻呙柁D(zhuǎn)換至顯示格式。表示患者的超聲數(shù)據(jù)來自沿超聲處理路徑的任何點(diǎn)，諸如波束賦形前的信道數(shù)據(jù)、檢測前的射頻或同相和正交數(shù)據(jù)、所檢測到的數(shù)據(jù)或掃描轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。
[0018]區(qū)域的每次掃描提供了數(shù)據(jù)的幀。幀的數(shù)據(jù)可以表示所關(guān)注的整個區(qū)域或者視野，諸如面積或體積。每個幀的數(shù)據(jù)與給定時間相關(guān)聯(lián)。盡管可以在不同時間處獲取幀的超聲數(shù)據(jù)(例如，在區(qū)域的第一掃描位置的數(shù)據(jù)之后獲取最后掃描位置的數(shù)據(jù))或者從向相同位置的多個順序傳輸(例如，流全體)獲取幀的超聲數(shù)據(jù)，但是幀的數(shù)據(jù)是為了表示相對于幀速率的給定時間處的該區(qū)域而獲取的。幀對應(yīng)于用于生成給定圖像或與特定類型的數(shù)據(jù)(例如，B-模式數(shù)據(jù))相關(guān)聯(lián)的圖像部分的數(shù)據(jù)。
[0019]在不同時間處重復(fù)所述獲取。重復(fù)掃描該區(qū)域并根據(jù)掃描來檢測超聲數(shù)據(jù)。該重復(fù)提供了表示不同時間處的該區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)的幀。例如，圖2示出了包括針對時間七2、&和t4獲取的超聲數(shù)據(jù)的四個幀的上行。執(zhí)行對區(qū)域的不同掃描以獲取表示不同時間的幀超聲數(shù)據(jù)?？梢垣@取附加的、不同的或更少的幀。
[0020]獲取超聲數(shù)據(jù)的任何數(shù)目的幀。例如，圖2示出了在四個或更多個不同時間處對超聲數(shù)據(jù)的獲取。該獲取可以是進(jìn)行中的。從超聲掃描儀獲取幀的時間序列。
[0021]每個幀表示相同或基本上`相同的區(qū)域?！盎旧稀庇糜谡f明換能器相對于患者的非故意運(yùn)動或者患者的生理運(yùn)動?？梢允褂帽硎局丿B但不同的區(qū)域的幀，諸如在換能器被平移和/或旋轉(zhuǎn)的情況下。
[0022]可以使用任何重復(fù)速率。例如，每秒獲取表示區(qū)域的面積或體積的一個幀。作為另一示例，該速率是一秒十個或更多個幀。掃描區(qū)域的大小和超聲掃描儀的波束賦形器能力可能限制幀速率。
[0023]在動作32中，獲取磁共振(MR)數(shù)據(jù)。該獲取使用MRI系統(tǒng)。針對給定時間獲取面積或體積的MR數(shù)據(jù)。該獲取可以與時段相關(guān)聯(lián)。該時段被視為某時間處的獲取。給定時間的數(shù)據(jù)可以表示瞬時測量或時間平均?？梢愿鶕?jù)還用于計(jì)算針對另一時間的數(shù)據(jù)(諸如，在數(shù)據(jù)的移動窗口中)的數(shù)據(jù)來計(jì)算表示一個時間處的該區(qū)域的MR數(shù)據(jù)。
[0024]可以在與超聲數(shù)據(jù)的獲取相同的時間處獲取MR數(shù)據(jù)?？商鎿Q地，在超聲數(shù)據(jù)之前、之后或與超聲數(shù)據(jù)交織地獲取MR數(shù)據(jù)，諸如相對于周期的相同時間的獲取。在與超聲數(shù)據(jù)基本上相同的時間處獲取MR數(shù)據(jù)?！盎旧稀闭f明更長的MRI的獲取時間。例如，一個幀的MR獲取發(fā)生在獲取超聲數(shù)據(jù)的三個幀的時間內(nèi)。由于MR數(shù)據(jù)的幀表示給定時間處的患者，因此可以在中間時間或與超聲幀之一基本上相同的時間處獲取MR數(shù)據(jù)。
[0025]MRI系統(tǒng)和超聲系統(tǒng)獨(dú)立于彼此。可替換地，提供組合的系統(tǒng)，諸如，被安裝至MRI系統(tǒng)的患者床的換能器?？刂?、電子儀器(electronics)或處理可以是共享的或分離的。
[0026]對于磁共振，所接收到的MR數(shù)據(jù)指示投影強(qiáng)度。使用斷層照相術(shù)或其他處理，確定來自不同位置的響應(yīng)的強(qiáng)度?？梢允褂貌煌}沖序列來檢測掃描區(qū)域處的不同分子和/或特性。
[0027]可以獲得MR解剖數(shù)據(jù)。MR解剖數(shù)據(jù)表示患者的解剖。MR解剖數(shù)據(jù)表示患者的體積，諸如表示NxMxO布置中的體素。可替換地，MR解剖數(shù)據(jù)表示多個分離的切片(例如，三個平行切片)。在其他實(shí)施例中，MR解剖數(shù)據(jù)表示單個平面或面積。
[0028]一個或多個發(fā)射機(jī)產(chǎn)生RF激勵場。采用期望數(shù)目的發(fā)射機(jī)，并通過對應(yīng)數(shù)目的發(fā)送/接收開關(guān)將該期望數(shù)目的發(fā)射機(jī)連接至RF線圈陣列中的對應(yīng)數(shù)目的線圈。遍及對象中的所關(guān)注的區(qū)域，線圈元件的組合RF場產(chǎn)生指定的B1場。由主體響應(yīng)于RF激勵場而產(chǎn)生的信號由線圈陣列拾取，并被應(yīng)用于接收信道的集合的輸入端。所接收到的信號處于Larmor頻率處或周圍。當(dāng)未產(chǎn)生B1場時,發(fā)送/接收開關(guān)將接收信道中的每一個連接至相應(yīng)線圈元件。由主體中的被激勵的自旋產(chǎn)生的信號被拾取并被分離地處理為k空間和/或?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)。[0029]可以使用用于獲取數(shù)據(jù)的任何MR過程。例如，獲得Tl加權(quán)或T2加權(quán)的數(shù)據(jù)。作為另一示例，獲得擴(kuò)散數(shù)據(jù)。
[0030]MR數(shù)據(jù)是針對患者的區(qū)域的不同位置的值。MR數(shù)據(jù)是圖像數(shù)據(jù)、k空間數(shù)據(jù)、對象空間數(shù)據(jù)或者其他處理階段處的數(shù)據(jù)。
[0031]該區(qū)域具有關(guān)于超聲數(shù)據(jù)的相同二維或三維位置。可替換地，由MR數(shù)據(jù)表示的區(qū)域與由超聲數(shù)據(jù)表示的區(qū)域重疊，但不與由超聲數(shù)據(jù)表示的區(qū)域相同?？梢灾T如使用數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、基于基準(zhǔn)的變換或者位置傳感器，將超聲和/或MR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至相同坐標(biāo)系。
[0032]針對不同時間獲取MR數(shù)據(jù)的幀?？梢允褂萌魏潍@取速率。MR數(shù)據(jù)的速率小于超聲數(shù)據(jù)的速率。超聲圖像序列具有與MRI序列相比更高的面積或體積速率。在圖2的示例中，針對超聲數(shù)據(jù)的每三個幀獲取MR數(shù)據(jù)的一個幀。每第三個時間(例如，ti和t4)獲取MR數(shù)據(jù)，而在其他時間處不獲取(例如，在時間二和三(〖2和t3)處不獲取)MR數(shù)據(jù)?？梢蕴峁┧俾实钠渌麉^(qū)別。
[0033]每個幀表示患者的相同或類似區(qū)域。給定幀的MR數(shù)據(jù)以任何樣本密度表示所關(guān)注的整個區(qū)域或者視野。MR的掃描區(qū)域可以相同或不同但與超聲的掃描區(qū)域重疊。MR數(shù)據(jù)的幀表示患者的面積或體積中的采樣位置。來自不同時間的幀還可以表示不同位置，其諸如與在順序掃描期間相對于MR系統(tǒng)移動的患者相關(guān)聯(lián)。在這些可替換實(shí)施例中，不同幀可以表示重疊但不同的區(qū)域。
[0034]可以推廣時間軸，諸如，每個時間表示時段。盡管MR數(shù)據(jù)和超聲數(shù)據(jù)可能不表示相同時間，但是這兩者均可以表示一定時間范圍內(nèi)的患者區(qū)域。重疊的時間范圍可以被視為相同時間。可以使用任何大小的范圍，諸如2、1、0.1、0.0I或0.5秒。
[0035]在一個實(shí)施例中，在相同或基本上相同(例如，具有相同時段或時間范圍)的絕對時間處獲取這兩種類型(例如，MR和超聲)的數(shù)據(jù)。使用針對每個幀的獲取的時間戳來在時域中將MR數(shù)據(jù)與超聲數(shù)據(jù)在時間上對準(zhǔn)?？商鎿Q地，每個數(shù)據(jù)幀的時間可以是相對于觸發(fā)事件(例如，對比劑破壞)或周期的。例如，一個幀或卷的超聲數(shù)據(jù)可以表示處于心搏周期的R波的患者，并可以在1:23:45 pm時被獲取。一個幀的MR數(shù)據(jù)還可以表示處于R波的患者，但可以在1:23:50 pm時被獲取。這兩者均可以被指派以時間h，這是由于數(shù)據(jù)表示相對于心搏周期的相同時間。[0036]由于在動作30中以比動作32中的MR數(shù)據(jù)的幀更大的幀速率獲取超聲數(shù)據(jù)的幀，因此與MR數(shù)據(jù)相比，在相同時段內(nèi)得到超聲數(shù)據(jù)的更多幀。圖2示出了高幀速率超聲數(shù)據(jù)的四個幀的集合和低幀速率MR數(shù)據(jù)的兩個幀的集合。由此，超聲數(shù)據(jù)的幀對時間tpt2、t3和t4來說可用，而MR數(shù)據(jù)的幀在時間h和t4處可用。MR獲取的幀速率小于超聲獲取的幀速率?？梢蕴峁┤魏蜗鄬俾剩T如，超聲幀速率為MR幀速率的至少三倍(例如，3或4倍)。
[0037]利用相同的空間分辨率來獲取MR和超聲數(shù)據(jù)的幀。超聲和MR系統(tǒng)的掃描設(shè)置被配置為利用期望的采樣分辨率來獲取。可以使用掃描轉(zhuǎn)換、內(nèi)插、外插、抽選(decimation)、濾波或其他技術(shù)來以期望的空間分辨率創(chuàng)建圖像或者其他MR或超聲數(shù)據(jù)。在可替換實(shí)施例中，如所獲取的MR和超聲數(shù)據(jù)具有不同的空間分辨率。將MR和超聲數(shù)據(jù)改變至公共分辨率。提供了內(nèi)插、外插、濾波、抽選、下采樣、上采樣或其他轉(zhuǎn)換。將MR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至超聲數(shù)據(jù)的分辨率或采樣網(wǎng)格，或者反之亦然?？梢詫⑦@兩種類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至采樣網(wǎng)格的第三分辨率。
[0038]在動作40中，將超聲數(shù)據(jù)的幀與MR數(shù)據(jù)的幀進(jìn)行空間配準(zhǔn)。由于使用不同系統(tǒng)來獲取超聲和MR數(shù)據(jù)，因此不同坐標(biāo)、樣本、像素或體素可以表示患者中的不同位置。將這些幀對準(zhǔn)，從而使得表示患者的給定位置的這兩種類型的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)是已知的。確定坐標(biāo)系的空間關(guān)系。
[0039]在一個實(shí)施例中，超聲系統(tǒng)具有與MR系統(tǒng)的已知空間關(guān)系。例如,用于利用超聲進(jìn)行掃描的換能器被固定或附著至MR系統(tǒng)的患者床。空間配準(zhǔn)基于不同系統(tǒng)的已知空間位置。可替換地，使用一個或多個測量和/或傳感器來確定掃描儀的相對位置?？梢允褂眯?zhǔn)?？梢允褂靡粋€系統(tǒng)來檢測用于確定空間位置的另一系統(tǒng)的組件。
[0040]在其他可替換實(shí)施例中，超聲和MR數(shù)據(jù)用于空間配準(zhǔn)。使用剛性或非剛性變換，確定超聲數(shù)據(jù)向MR數(shù)據(jù)的平移、旋轉(zhuǎn)和/或擴(kuò)縮，或者反之亦然。該配準(zhǔn)基于整個數(shù)據(jù)幀?？商鎿Q地，使用數(shù)據(jù)的子集，諸如所關(guān)注的區(qū)域?？梢允褂孟嗤瑤亩鄠€區(qū)域。在一個示例中,轉(zhuǎn)換MR數(shù)據(jù)以仿真超聲數(shù)據(jù)。根據(jù)MR數(shù)據(jù)來合成超聲數(shù)據(jù)。將合成后的超聲數(shù)據(jù)與所獲取的超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)?？梢允褂没诎唿c(diǎn)或特征的配準(zhǔn)。在其他示例中，從MR和超聲數(shù)據(jù)這兩者提取特征。然后，將該特征用于配準(zhǔn)。該配準(zhǔn)使用相關(guān)、絕對差的最小和、或者類似性的其他測量來找到與最佳匹配相關(guān)聯(lián)的平移、旋轉(zhuǎn)和/或擴(kuò)縮。
[0041]幀之間的運(yùn)動可以由于區(qū)域之間的變形和/或滑動。擴(kuò)縮、平移和/或旋轉(zhuǎn)可以從區(qū)域到區(qū)域局部地變化。在任何點(diǎn)處沿正交方向的擴(kuò)縮可以是不同的(例如，不可壓縮的組織沿X方向的伸展，其中，X擴(kuò)縮>1且y擴(kuò)縮〈I)。在滑動邊界處，滑動邊界的不同側(cè)上的相鄰點(diǎn)可以以不同速率或沿不同方向移動。流體/組織邊界是特殊情況，但是，局部變化的擴(kuò)縮、正交變化的擴(kuò)縮、平移和/或旋轉(zhuǎn)可以考慮鑒于這種邊界的運(yùn)動跟蹤。
[0042]基于數(shù)據(jù)的空間配準(zhǔn)使用來自相同或基本上相同的時間的幀。例如，將時間h處的MR數(shù)據(jù)的幀與來自時間h的超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行空間配準(zhǔn)?？梢詫碜圆煌瑫r間的幀進(jìn)行空間配準(zhǔn)?？梢葬槍λ谢蚨鄠€其他幀(例如，從一個時間)使用一個配準(zhǔn)。MR和超聲系統(tǒng)的坐標(biāo)之間的關(guān)系可以不在成像會話期間改變?？商鎿Q地，空間配準(zhǔn)是進(jìn)行中的或者周期性地進(jìn)行。
[0043]一旦將超聲幀與MR幀進(jìn)行時間和/或空間配準(zhǔn)，就在動作42中確定時間之間的運(yùn)動。針對時間的子集(例如，h和t4)獲取MR數(shù)據(jù)的幀。為了針對其他時間(例如，t2和t3)創(chuàng)建MR數(shù)據(jù)的幀，確定與這些時間相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動。
[0044]由于MR數(shù)據(jù)對這些時間來說不可用，因此根據(jù)更高幀速率超聲數(shù)據(jù)來確定運(yùn)動。根據(jù)超聲檢測到的運(yùn)動來確定針對在MR數(shù)據(jù)的一個或多個幀中表示的多個位置中的每一個的位置隨時間的改變。運(yùn)動校正將由數(shù)據(jù)隨時間表示的位置與坐標(biāo)對準(zhǔn)。在運(yùn)動使組織位置相對于掃描而移位的情況下，可以通過運(yùn)動補(bǔ)償來對準(zhǔn)位置。
[0045]從一個時間至下一時間的運(yùn)動指示了位置的改變。時間h處給定的坐標(biāo)可以表示患者中的一個位置，但該位置可以改變直到時間t2。例如，生理運(yùn)動或患者的運(yùn)動可能導(dǎo)致位置隨時間的改變。在另一不例中，心壁的一部分的位置在時間一時處于超聲系統(tǒng)的坐標(biāo)系中的位置10、12、15處。心壁的部分相對于超聲系統(tǒng)移動直到時間二。由于超聲系統(tǒng)處于相對于患者的相同位置處，因此該部分在時間二時處于不同坐標(biāo)(例如，15、18、16)處。心臟的相同部分在不同時間時處于不同坐標(biāo)處。
[0046]由于患者的不同位置可以改變不同量，因此對運(yùn)動的確定被局部化?？梢允褂萌魏尉植炕?，諸如通過位置(例如，單個坐標(biāo)、像素或體素)或者通過鄰區(qū)(例如，5X5或3X3X3區(qū)域)。針對每個位置或鄰區(qū)執(zhí)行運(yùn)動確定。在可替換實(shí)施例中，確定整個幀的單個全局運(yùn)動。
[0047]在時間上相鄰的超聲幀之間確定運(yùn)動。例如，圖2示出了在時間h和t2之間跟蹤體素位置?？梢源_定移動窗口中的接下來兩個幀之間的運(yùn)動?？商鎿Q地，將一個幀用作所有運(yùn)動的參考，至少直到獲取了表示相同或基本上相同的時間處患者的區(qū)域的MR和超聲幀這兩者的另一對為止。
[0048]使用運(yùn)動估計(jì)算法來跟蹤位置。在一個實(shí)施例中，用于確定位置隨時間的改變的運(yùn)動估計(jì)使用解剖數(shù)據(jù)。從超聲數(shù)據(jù)的幀檢測或提取解剖。特征可以是組織邊界、組織區(qū)域、骨骼區(qū)域、流體區(qū)域、氣體區(qū)域`、其組合或其他特征。運(yùn)動估計(jì)可以與解剖特征一起更精確地操作?？商鎿Q地，采用斑點(diǎn)信息執(zhí)行運(yùn)動估計(jì)。
[0049]可以使用任何二維或三維運(yùn)動估計(jì)或跟蹤，諸如剛性或非剛性技術(shù)。將局部互相關(guān)(LCC)價(jià)值函數(shù)、絕對差的最小和或者類似性的其他測量用于運(yùn)動估計(jì)。針對不同可能運(yùn)動將序列的幀進(jìn)行比較。對不同的擴(kuò)縮、平移和/或旋轉(zhuǎn)進(jìn)行測試。可以估計(jì)全局或局部運(yùn)動。對于每個測試，計(jì)算類似性級別。具有最大類似性級別的轉(zhuǎn)移和旋轉(zhuǎn)組合指示了運(yùn)動?？商鎿Q地，使用速度、加速度或其他多普勒參數(shù)來確定運(yùn)動。
[0050]針對幀、位置或鄰區(qū)確定運(yùn)動。為了確定與單個位置相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動，標(biāo)識了核心或鄰區(qū)。針對該核心或鄰區(qū)執(zhí)行類似性測量。
[0051]可以使用任何搜索模式。例如，使用對所有組合進(jìn)行測試的規(guī)則搜索模式或窮舉搜索模式。在其他實(shí)施例中，使用數(shù)值優(yōu)化、粗至精搜索、基于子集的搜索、或者對所抽選的數(shù)據(jù)的使用來精簡計(jì)算。
[0052]配準(zhǔn)沿著兩個維度或三個維度?？梢允褂脭U(kuò)縮、平移和旋轉(zhuǎn)自由度的任何組合，諸如6個度(3個旋轉(zhuǎn)軸和3個平移軸)。
[0053]相關(guān)可以基于集合中的所有數(shù)據(jù)或子采樣的數(shù)據(jù)。相關(guān)可以是針對數(shù)據(jù)的或針對特征的。例如，多個特征由用戶識別或由處理器自動地識別。將表示具有或不具有周圍數(shù)據(jù)的特征的數(shù)據(jù)用于相關(guān)?？梢栽谝粋€集合(例如，超聲)中識別用于與另一集合中的所有數(shù)據(jù)相匹配的特征，或者可以將一個集合的特征與另一集合的特征相匹配。[0054]在針對位置的不同鄰區(qū)提供了不同改變量的情況下，任何位置的改變是基于該位置是其成員的鄰區(qū)的。在其他實(shí)施例中，對跨越位置的改變或運(yùn)動進(jìn)行低通濾波。
[0055]對于每個坐標(biāo)(例如，x、y和z位置)，確定位置從一個時間至另一時間的運(yùn)動或改變的量。該改變可以針對不同位置而相同或不同。在圖2的示例中，示出了從時間h至?xí)r間t2、從上中部至中部(x’、y’、z’)移位的位置x、y、z。幀中的不同坐標(biāo)表示不同時間處的相同組織位置。其他位置可以具有位置的改變的相同、類似或不同幅度和/或角度。
[0056]在動作44中，構(gòu)造所構(gòu)造的磁共振數(shù)據(jù)的幀。該幀表示未獲取MR數(shù)據(jù)的時間。在圖2的示例中，針對時間t2構(gòu)造MR數(shù)據(jù)的幀。所構(gòu)造的幀表示與第一幀相同的區(qū)域或者與第一幀相同的區(qū)域的至少一部分，但考慮了隨時間的運(yùn)動(從時間h至?xí)r間t2的運(yùn)動)。
[0057]使用掃描MR數(shù)據(jù)和運(yùn)動的幀來創(chuàng)建MR數(shù)據(jù)的所構(gòu)造的幀。對表示該區(qū)域的所獲取(即，掃描)MR數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，以考慮運(yùn)動，從而創(chuàng)建所構(gòu)造的幀。由于該運(yùn)動與特定時間相關(guān)聯(lián)，因此所構(gòu)造的幀用于該特定時間。在可替換實(shí)施例中，根據(jù)掃描MR數(shù)據(jù)的兩個或更多個幀來創(chuàng)建MR數(shù)據(jù)的所構(gòu)造的幀。例如，使用緊在之前和緊隨之后地在動作32中獲取的MR數(shù)據(jù)的幀?？梢允褂迷跁r間上非最接近的幀。類似地，可以使用從一個或多個超聲幀的運(yùn)動，諸如，使用通過所述序列的正向和反向運(yùn)動估計(jì)這兩者來確定位置的改變。
[0058]位置的改變指示MR數(shù)據(jù)的位置的改變。由于來自相同或基本上相同的時間的超聲和MR數(shù)據(jù)的幀被空間配準(zhǔn)，因此超聲運(yùn)動也指示對MR數(shù)據(jù)而言相關(guān)的運(yùn)動。給定與時間h和t2處的坐標(biāo)相關(guān)的估計(jì)運(yùn)動參數(shù),即使未針對時間t2在動作32中獲取MR數(shù)據(jù),也可以重構(gòu)時間t2處的MR數(shù)據(jù)點(diǎn)。該重構(gòu)使用h處的MR數(shù)據(jù)或值。將來自超聲數(shù)據(jù)的相同位置的運(yùn)動應(yīng)用于MR數(shù)據(jù)。
[0059]在圖2中，將由超聲數(shù)據(jù)中的向量表示的位置的運(yùn)動或改變應(yīng)用于MR數(shù)據(jù)。掃描獲取的MR數(shù)據(jù)被該改變偏移。例如，在時間h處幀中的位置m、n、k處的MR數(shù)據(jù)的值是64。由于該位置移動直到時間t2，因此基于該運(yùn)動將值64重新定位或偏移至所構(gòu)造的幀在時間t2處的位置m’、n’、k’。基于所確定的位置改變來在數(shù)據(jù)的所構(gòu)造的幀中偏移和指派來自一個幀的所獲取的或掃描MR數(shù)據(jù)的強(qiáng)度。
[0060]在使用全局改變的情況下，所構(gòu)造的幀可以表示由掃描幀表示的不足全部的面積或體積。對于局部化的改變，所構(gòu)造的幀可以包括強(qiáng)度未由于運(yùn)動而被映射至其的一個或多個孔或區(qū)域?？梢岳脙?nèi)插、濾波或其他處理來填充這些孔或區(qū)域。由于四舍五入或不精確性，多于一個值可以被偏移至相同坐標(biāo)。可以選擇一個值或者可以對這些值求平均。
[0061]可以對所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)的所構(gòu)造的幀進(jìn)行濾波或處理?？梢允褂糜糜谙拗苼碜栽摌?gòu)造的偽像的任何技術(shù)。
[0062]在動作46中，將MR數(shù)據(jù)的所構(gòu)造的幀插入到MR數(shù)據(jù)的幀的序列中。MR數(shù)據(jù)的幀的時間序列的幀速率被提高。例如，將表示時間t2的所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)的幀插入到具有表示時間h和t4的掃描MR數(shù)據(jù)的幀的序列中。包括所構(gòu)造的幀的序列具有比僅具有所獲取的幀的序列更大的幀速率。在可替換實(shí)施例中，所構(gòu)造的幀用于成像而不插入到序列中。
[0063]在動作48中，顯示圖像。該圖像基于所構(gòu)造的幀。將所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)的幀映射至顯示值，諸如映射至灰度級或彩色(例如，RGB)值?？梢詫⑺鶚?gòu)造的MR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至笛卡爾坐標(biāo)或者適于顯示設(shè)備的其他格式。可替換地，所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)具有用于顯示的格式。
[0064]顯示所生成的圖像。對于二維面積，圖像表示患者的面積。在MR數(shù)據(jù)表示體積的情況下，可以通過面、投影或其他體繪制來生成圖像。
[0065]輸出該圖像以供顯示，諸如輸出至顯示器?？商鎿Q地，將圖像輸出至數(shù)據(jù)庫，諸如輸出以供后續(xù)檢索。
[0066]將該圖像作為圖像序列中的一個圖像進(jìn)行顯示。該序列可以包括從掃描MR數(shù)據(jù)的幀生成的圖像和來自所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)的幀的圖像。按順序示出圖像，諸如以便實(shí)時仿真。可替換地，相對于實(shí)時，放慢或加速地示出圖像。在動作30和/或32中正在進(jìn)行的獲取期間顯示圖像，或者在獲取完成后示出圖像。在可替換實(shí)施例中，在沒有其他圖像(例如，沒有序列)的情況下顯示圖像。
[0067]如從動作48至動作42的反饋所表示的，可以重復(fù)創(chuàng)建MR數(shù)據(jù)的附加幀。在動作42中針對不同時間(諸如，MR數(shù)據(jù)不可用但超聲數(shù)據(jù)可用的時間)確定運(yùn)動。例如，從參考幀(例如，時間h處的超聲幀)或時間上相鄰的幀(例如，時間t2處的超聲幀)至下一時間處的幀(例如，時間t3處的超聲幀)跟蹤運(yùn)動。針對在掃描MR數(shù)據(jù)的任何兩個時間上相鄰的幀之間獲取的超聲數(shù)據(jù)的任何數(shù)目的幀跟蹤運(yùn)動。
[0068]針對確定運(yùn)動的時間中的每一個創(chuàng)建所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)的幀。MR數(shù)據(jù)由下述所獲取或構(gòu)造的幀構(gòu)造:根據(jù)該幀，針對期望時間確定(例如，從時間h處的幀或時間t2處的幀)運(yùn)動(例如，以針對時間t3構(gòu)造幀)。所使用的MR數(shù)據(jù)是MR數(shù)據(jù)的任何現(xiàn)有幀。運(yùn)動是從參考幀至期望時間。在其他實(shí)施例中，可以將不同對的幀之間的運(yùn)動進(jìn)行組合，以確定在更大時段內(nèi)的運(yùn)動，諸如，根據(jù)從時間h至?xí)r間t2和從時間t2至?xí)r間t3跟蹤的運(yùn)動來確定時間h與時間t3之間的運(yùn)動?，F(xiàn)有幀(諸如，時間h的所獲取的幀)的MR數(shù)據(jù)可以用于使用組合后的運(yùn)動來確定時間t3處的所構(gòu)造的幀。
`[0069]在一個實(shí)施例中，將曲線擬合至隨時間的運(yùn)動。使用該曲線，可以估計(jì)任何給定時間處的運(yùn)動。即使對于在其處未獲取超聲數(shù)據(jù)的時間，也可以創(chuàng)建所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)的幀。使用來自所擬合的曲線的運(yùn)動。
[0070]通過重復(fù)，創(chuàng)建并插入順序時間處的重構(gòu)的MR數(shù)據(jù)，以在序列中顯示。該重復(fù)繼續(xù)，直到掃描MR數(shù)據(jù)的新幀變?yōu)榭捎脼橹?。一旦MR數(shù)據(jù)的新的所獲取的幀可用，掃描MR數(shù)據(jù)的新幀就可以用于重復(fù)，以創(chuàng)建后續(xù)構(gòu)造的幀以供插入。
[0071]可以以與超聲獲取相關(guān)聯(lián)的速率或者另一速率(諸如，一秒二十個或更多個幀的實(shí)時速率)顯示圖像的序列。在圖2的示例中,在時間t2和t3處創(chuàng)建和插入兩個幀。如圖3中所表示的，MR序列包括四個幀:掃描MR數(shù)據(jù)的兩個幀和所構(gòu)造的MR數(shù)據(jù)的兩個幀。給定時間h和t4處的掃描MR數(shù)據(jù)的幀，幀速率被提高到3倍?？梢蕴峁俾实母嗷蚋俚奶岣?。該速率大于MR獲取速率。
[0072]還可以提供分離模式的分離圖像?？梢詫⒊晥D像與MR圖像一起顯示。將來自不同模式的圖像進(jìn)行融合或組合或者分別顯示來自不同模式的圖像。
[0073]作為插入了所構(gòu)造的幀的結(jié)果，MRI以更大的幀速率進(jìn)行。更多圖像對相同時段而言可用。圖像的序列可以提供MRI的信噪比和清晰度，但是其中，時間分辨率與超聲相關(guān)聯(lián)。MRI速率大于掃描MR數(shù)據(jù)的幀的獲取的速率。[0074]圖4示出了用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括存儲器12、MR系統(tǒng)14、超聲系統(tǒng)16、換能器18、處理器26和顯示器28?？梢蕴峁└郊拥摹⒉煌幕蚋俚慕M件。例如，提供了網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)連接，諸如用于與醫(yī)療成像網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)檔案系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。作為另一示例，提供了用戶界面。在一些實(shí)施例中，可以不提供MR系統(tǒng)14、換能器18和超聲系統(tǒng)16，諸如在通過傳送或者從儲存器獲取超聲和MR數(shù)據(jù)的情況下。
[0075]處理器26和顯示器28是醫(yī)療成像系統(tǒng)(諸如，診斷或治療超聲系統(tǒng)16、MR系統(tǒng)14或其他系統(tǒng))的一部分?？商鎿Q地，處理器26和顯示器28是諸如與醫(yī)療記錄數(shù)據(jù)庫工作站或服務(wù)器相關(guān)聯(lián)的檔案和/或圖像處理系統(tǒng)的一部分。在其他實(shí)施例中，處理器26和顯示器28是個人計(jì)算機(jī)，諸如臺式或膝上型、工作站、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)或其組合。
[0076]顯示器28是監(jiān)視器、IXD、投影儀、等離子體顯示器、CRT、打印機(jī)、或者用于輸出可視信息的其他現(xiàn)在已知或后續(xù)開發(fā)的設(shè)計(jì)。顯示器28從處理器26、存儲器12、MR系統(tǒng)14或超聲系統(tǒng)16接收圖像、圖形或其他信息。
[0077]顯示表示患者的區(qū)域的一個或多個圖像。至少部分地根據(jù)MR值來確定圖像的值中的至少一些。例如,從MR數(shù)據(jù)的三維數(shù)據(jù)集合(例如，幀)繪制圖像的序列。該序列包括由MR系統(tǒng)14在一個或多個時間處獲取的MR數(shù)據(jù)和被構(gòu)造為表示其他時間的MR數(shù)據(jù)。使用超聲以通過提供跟蹤來增強(qiáng)MRI。該跟蹤用于針對獲取之間的時間構(gòu)造MR數(shù)據(jù)的集合，從而提高M(jìn)R幀速率?？梢燥@示呈現(xiàn)患者的平面區(qū)域的二維圖像。
[0078]磁共振(MR)系統(tǒng)14包括RF室(諸如，由法拉第籠隔離的房間)中的低溫磁體、梯度線圈和體線圈。管狀的或側(cè)向開放的檢查主體膛(examination subject bore)包圍了視野?？梢蕴峁└_放的布置?；颊叽?例如，患者輪床或檢查臺)支撐檢查主體，諸如帶有或不帶有一個或多個局部線圈的患者?？梢詫⒒颊叽惨苿又翙z查主體膛中，以生成患者的圖像?？梢越?jīng)由例如同軸電纜或無線電鏈路(例如，經(jīng)由天線)、通過局部線圈布置將接收信號發(fā)送至MR接收機(jī)以進(jìn)行局部化。
[0079]在相同外殼內(nèi)、在相同房間內(nèi)(例如，在射頻室內(nèi))、在相同設(shè)施內(nèi)提供MR系統(tǒng)的其他部分，或者遠(yuǎn)程地連接MR系統(tǒng)的其他部分。MR系統(tǒng)的其他部分可以包括冷卻系統(tǒng)、脈沖生成系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和用戶界面系統(tǒng)?？梢允褂萌魏维F(xiàn)在已知或后續(xù)開發(fā)的MR成像系統(tǒng)。MR系統(tǒng)14的不同組件的位置處于RF室內(nèi)或外，諸如，圖像處理、斷層照相術(shù)、發(fā)電、冷卻系統(tǒng)和用戶界面組件處于RF室外。電力電纜、冷卻線路和通信電纜通過濾板將RF室內(nèi)的脈沖生成、磁體控制和檢測系統(tǒng)與RF室外的組件相連接。
[0080]MR系統(tǒng)14由軟件、硬件或這兩者配置為獲取表示患者中的平面或體積的數(shù)據(jù)。為了對患者進(jìn)行檢查，將不同磁場與彼此進(jìn)行時間和空間協(xié)調(diào)，以應(yīng)用于患者。低溫磁體生成處于例如0.2特斯拉至3特斯拉或更多的范圍內(nèi)的強(qiáng)靜態(tài)主磁場B。。主磁場Btl在視野中大致均勻。
[0081]經(jīng)由磁射頻激勵脈沖來激勵患者的原子核的核自旋，該磁射頻激勵脈沖經(jīng)由射頻天線(諸如，整個體線圈和/或局部線圈)而發(fā)送。射頻激勵脈沖例如由脈沖序列控制單元所控制的脈沖生成單元生成。在使用射頻放大器進(jìn)行放大之后，將射頻激勵脈沖路由至體線圈和/或局部線圈。體線圈是單個部分或包括多個線圈。信號處于給定頻帶處。例如，3特斯拉系統(tǒng)的MR頻率是約123 MHz +/- 500 KHz0可以使用不同的中心頻率和/或帶寬。
[0082]梯度線圈在測量的過程中輻射磁梯度場，以產(chǎn)生選擇性層激勵，并且用于測量信號的空間編碼。梯度線圈由梯度線圈控制單元控制，該梯度線圈控制單元像脈沖生成單元那樣連接至脈沖序列控制單元。
[0083]通過所激勵的核自旋而發(fā)射的信號由局部線圈和/或體線圈接收。在一些MR斷層照相過程中，可以使用局部線圈布置(例如，環(huán)形、局部線圈)來記錄具有高信噪比(SNR)的圖像。緊鄰患者上(前部)、患者下(后部)或患者中的檢查主體部署局部線圈布置(例如，天線系統(tǒng))。接收信號由關(guān)聯(lián)的射頻前置放大器放大、以模擬或數(shù)字化形式被發(fā)送并由MR接收機(jī)進(jìn)一步處理。在局部線圈處或在MR接收機(jī)處進(jìn)行數(shù)字化。
[0084]所測量出的數(shù)據(jù)以數(shù)字化形式被存儲為k空間矩陣中的復(fù)數(shù)值。一維或多維傅里葉變換根據(jù)k空間矩陣數(shù)據(jù)來重構(gòu)對象或患者空間。
[0085]MR系統(tǒng)14可以被配置為獲取不同類型的數(shù)據(jù)。例如，MR數(shù)據(jù)是表示患者的解剖的強(qiáng)度。MR數(shù)據(jù)表示對組織的磁場和射頻脈沖的響應(yīng)?？梢员硎救魏谓M織，諸如軟組織、骨骼或血液。MR系統(tǒng)14可以被配置為獲取專用功能或解剖信息。例如，獲取Tl加權(quán)的、擴(kuò)散或T2加權(quán)的MR數(shù)據(jù)。
[0086]MR系統(tǒng)14隨時間對患者進(jìn)行掃描。獲取MR數(shù)據(jù)的幀的序列?？梢允褂肕R幀的任何獲取速率。該速率可以隨時間變化。所獲取的幀表示不同時間處的患者。MR值可以與比使用超聲系統(tǒng)16獲取的超聲值更好的信噪比但更不快速的幀速率相關(guān)聯(lián)。
[0087]超聲系統(tǒng)16是任何現(xiàn)在已知或后續(xù)開發(fā)的超聲成像系統(tǒng)。例如，超聲系統(tǒng)16包括用于在聲能與電能之間轉(zhuǎn)換的換能器18。發(fā)送和接收波束賦形器針對換能器18的不同元件相對地延遲和變跡(apodize)信號。對波束賦形后的信號執(zhí)行B模式、多普勒或其他檢測?？梢蕴峁呙柁D(zhuǎn)換器、存儲器、三維成像處理器和/或其他組件。
[0088]換能器18是壓電或電容膜元件的一維、二維或多維陣列。在一個實(shí)施例中，換能器18是用于倚靠著患者且在患者體外定位的手持或機(jī)器保持換能器。在另一實(shí)施例中，換能器18是供患者內(nèi)使用的探頭的一部分，諸如經(jīng)食道探頭。例如，換能器18是用于介入或不同目的的導(dǎo)管內(nèi)或上的元件的一維陣列。在又一實(shí)施例中，換能器被定位在MR系統(tǒng)的患者床中或者由供在處于用于掃描的MR膛中時在患者身上使用的機(jī)器人定位。換能器18中的任何電子裝置被屏蔽和/或具有用于限制由MR系統(tǒng)14使用的頻率處的發(fā)射的閉塞濾波器。
[0089]以極坐標(biāo)或掃描轉(zhuǎn)換的笛卡爾坐標(biāo)格式輸出超聲數(shù)據(jù)。使用聲能來掃描平面和/或體積。例如，通過順序地掃描多個相鄰平面來掃描體積?？梢允褂萌魏胃袷交驋呙杓夹g(shù)。所掃描的體積可以相交或者包括所有患者體積。
[0090]超聲系統(tǒng)16由軟件、硬件或這兩者配置為獲取表示不同時間處的患者的超聲數(shù)據(jù)的集合。獲取幀的序列。掃描或幀速率可以大于MR系統(tǒng)14的幀速率。例如,超聲幀速率是用于以相同或基本上相同的空間分辨率掃描相同或基本上相同的視野的MR幀速率的至少兩倍。
[0091]存儲器12是圖形處理存儲器、視頻隨機(jī)存取存儲器、隨機(jī)存取存儲器、系統(tǒng)存儲器、高速緩沖存儲器、硬盤驅(qū)動器、光學(xué)介質(zhì)、磁介質(zhì)、閃存驅(qū)動器、緩沖器、數(shù)據(jù)庫、其組合、或者用于存儲數(shù)據(jù)或視頻信息的其他現(xiàn)在已知或后續(xù)開發(fā)的存儲設(shè)備。存儲器12是成像系統(tǒng)的一部分、與處理器26相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)的一部分、數(shù)據(jù)庫的一部分、另一系統(tǒng)的一部分或獨(dú)立設(shè)備。[0092]存儲器12存儲數(shù)據(jù)集(例如，幀)，數(shù)據(jù)集中的每一個表示三維患者體積或二維患者面積?；颊唧w積或面積是患者的區(qū)域，諸如，胸、腹、腿、頭、臂或其組合內(nèi)的區(qū)域。患者面積或體積是由MR系統(tǒng)14和超聲系統(tǒng)16掃描的區(qū)域。
[0093]可以存儲任何類型的數(shù)據(jù)，諸如醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)(例如，超聲和MR解剖數(shù)據(jù))。該數(shù)據(jù)表示隨時間變化的患者，諸如在治療或其他過程之前或期間。
[0094]所存儲的數(shù)據(jù)被內(nèi)插或轉(zhuǎn)換至均勻間隔的二維或三維網(wǎng)格，或者具有掃描格式?？梢詫⒂糜诓煌Ｊ降臄?shù)據(jù)變換為處于相同網(wǎng)格或格式上?？梢詫碜圆煌Ｊ降臄?shù)據(jù)進(jìn)行空間配準(zhǔn)。
[0095]存儲器12或其他存儲器是存儲表示所編程的處理器26可執(zhí)行用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的指令的數(shù)據(jù)的非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)或存儲器(諸如高速緩存、緩沖器、RAM、可移除介質(zhì)、硬盤驅(qū)動器或其他計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì))上提供用于實(shí)現(xiàn)本文討論的過程、方法和/或技術(shù)的指令。計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括各種類型的易失性和非易失性存儲介質(zhì)。響應(yīng)于計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中或上存儲的一個或多個指令集，執(zhí)行附圖中示意或本文描述的功能、動作或任務(wù)。功能、動作或任務(wù)與特定類型的指令集、存儲介質(zhì)、處理器或處理策略無關(guān)，并可以由單獨(dú)或組合地操作的軟件、硬件、集成電路、固件、微代碼等執(zhí)行。同樣地，處理策略可以包括多處理、多任務(wù)、并行處理等。
[0096]在一個實(shí)施例中，指令被存儲在可移除介質(zhì)設(shè)備上以供本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)讀取。在其他實(shí)施例中，指令被存儲在遠(yuǎn)程位置中以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通過電話線傳送。在另外其他實(shí)施例中，指令被存儲在給定計(jì)算機(jī)、CPU、GPU或系統(tǒng)內(nèi)。
[0097]處理器26是通用處理器、中央處理單元、控制處理器、圖形處理器、數(shù)字信號處理器、三維渲染處理器、圖像處理器、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列、數(shù)字電路、模擬電路、其組合、或者用于根據(jù)超聲數(shù)據(jù)確定運(yùn)動并使用該運(yùn)動以根據(jù)表示不同時間處的患者的MR數(shù)據(jù)構(gòu)造MR數(shù)據(jù)的附加幀的其他現(xiàn)在已知或后續(xù)開發(fā)的設(shè)備。處理器26是串行、并行或分離地操作的單個設(shè)備或多個設(shè)備。處理器26可以是計(jì)算機(jī)的主處理器(諸如膝上型或臺式計(jì)算機(jī))或者可以是用于在更大的系統(tǒng)(諸如，MR或超聲系統(tǒng)14、16)中處理任務(wù)的處理器。處理器26由軟件和/或硬件配置。
[0098]處理器26被配置為根據(jù)超聲數(shù)據(jù)來確定隨時間的空間偏移。使用超聲來跟蹤患者的組織、結(jié)構(gòu)或其他解剖的隨時間的位置改變。確定在幀中的每一個中表示的不同位置的空間偏移。使用該跟蹤，確定解剖、組織或其他結(jié)構(gòu)在給定時間處的位置。將來自一個時間的超聲數(shù)據(jù)與期望時間的超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
[0099]組織的位置改變用于提高M(jìn)R圖像的幀速率。將空間偏移應(yīng)用于MR數(shù)據(jù)。通過空間偏移來變換給定時間的MR數(shù)據(jù)。如空間偏移所指示的那樣改變MR數(shù)據(jù)的坐標(biāo)，使得在給定時間(即，到達(dá)該時間的運(yùn)動)的情況下，給定組織或結(jié)構(gòu)的相同值位于適當(dāng)坐標(biāo)處。維持MR數(shù)據(jù)的值，但是，移位對值而言關(guān)聯(lián)的位置，以說明任何組織或結(jié)構(gòu)運(yùn)動。
[0100]處理器26可以創(chuàng)建任何數(shù)目的MR數(shù)據(jù)集。使用跟蹤，確定由可用的MR數(shù)據(jù)集表示的時間與要構(gòu)造MR集合的時間之間的運(yùn)動。然后，在空間偏移的情況下使用可用的MR數(shù)據(jù)來創(chuàng)建表示該不同時間處的患者的另一 MR數(shù)據(jù)集。
[0101] 將所創(chuàng)建的集合與所獲取的MR數(shù)據(jù)集進(jìn)行交織。交織后的序列用于生成圖像。可以以比MR掃描儀獲取幀或圖像更大的幀速率生成圖像。[0102]盡管以上參照各個實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，可以進(jìn)行許多改變和修改。因此，意圖是，以上詳細(xì)描述被視為示意性的而非限制性的，并且應(yīng)當(dāng)理解，意在限定本發(fā)明的精神和范圍的是包括所有等同物的以下權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的方法，所述方法包括: 以第一速率獲取(30)表示患者的區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)，所述區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)的第一幀是在第一時間處獲取的，并且所述區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)的第二幀是在所述第一時間后的第二時間處獲取的； 以比所述第一速率更小的第二速率獲取(32)表示患者的區(qū)域的掃描磁共振數(shù)據(jù)，所述區(qū)域的掃描磁共振數(shù)據(jù)的第一幀是在基本上所述第一時間處獲取的，并且所述區(qū)域的掃描磁共振數(shù)據(jù)的第二幀是在所述第一時間和所述第二時間后的第三時間處獲取的； 根據(jù)所述超聲數(shù)據(jù)的第一幀和第二幀，確定(42)從所述第一時間至所述第二時間的運(yùn)動； 根據(jù)所述掃描磁共振數(shù)據(jù)的第一幀和所述運(yùn)動來構(gòu)造(44)所構(gòu)造的磁共振數(shù)據(jù)的第三幀，所述第三幀表示所述第二時間處的所述區(qū)域；以及 依照所構(gòu)造的磁共振數(shù)據(jù)的第三幀來顯示(48)圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，獲取(30)超聲數(shù)據(jù)包括以作為所述第二速率的至少三倍的所述第一速率進(jìn)行獲取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，獲取(30)超聲數(shù)據(jù)包括獲取B模式數(shù)據(jù)，以及其中，獲取(32)掃描磁共振數(shù)據(jù)包括獲取圖像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，獲取(32)掃描磁共振數(shù)據(jù)包括:響應(yīng)于被傳輸至具有磁共振成像系統(tǒng)的區(qū)域的射頻脈沖的序列進(jìn)行獲取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述區(qū)域包括體積，以及其中，獲取(30、32)超聲數(shù)據(jù)和掃描磁共振數(shù)據(jù)包括:將所述超聲數(shù)據(jù)和所述掃描磁共振數(shù)據(jù)的第一幀和第二幀獲取為每一個表示整個體積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定(42)運(yùn)動包括:利用最高相關(guān)性來計(jì)算超聲數(shù)據(jù)的第二幀相對于超聲數(shù)據(jù)的第一幀的平移、旋轉(zhuǎn)、或者平移和旋轉(zhuǎn)，所述運(yùn)動是平移、旋轉(zhuǎn)、或者平移和旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定(42)運(yùn)動包括:針對所述區(qū)域中的第一位置確定(42)運(yùn)動，以及針對所述區(qū)域中的其他位置重復(fù)所述確定(42)，針對所述其他位置的運(yùn)動與針對所述第一位置的運(yùn)動相同或不同，以及其中，構(gòu)造(44)包括利用相應(yīng)運(yùn)動來針對所述第一位置和其他位置偏移所述第一幀的掃描磁共振數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，構(gòu)造(44)第三幀包括:基于所述運(yùn)動，在所述第三幀中指派所述第一幀的掃描磁共振數(shù)據(jù)的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，顯示(48)包括以所述第一速率將所述圖像顯示(48)為序列中的一個圖像，所述序列具有磁共振圖像，所述第一速率大于所述掃描磁共振數(shù)據(jù)的獲取的第二速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 將超聲數(shù)據(jù)的第一幀與所述掃描磁共振數(shù)據(jù)的第一幀進(jìn)行空間配準(zhǔn)(40)； 其中，構(gòu)造(44 )包括依照所述空間配準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)造(44 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 針對掃描磁共振數(shù)據(jù)的任何幀不可用的后續(xù)時間重復(fù)所述確定(42)、所述構(gòu)造(44)和所述顯示(48)。
12.在具有存儲在其中的表示經(jīng)編程的處理器(26)能夠執(zhí)行的用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的指令的數(shù)據(jù)的非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(12)中，所述存儲介質(zhì)(12)包括用于執(zhí)行以下操作的指令: 通過磁共振掃描來生成(32)包括第一磁共振數(shù)據(jù)的集合的時間序列； 利用超聲來針對在磁共振數(shù)據(jù)的集合中的至少第一集合中表示的多個位置中的每一個確定(42)位置隨時間的改變； 依照位置的所述改變創(chuàng)建(44)來自第一磁共振數(shù)據(jù)的集合中的一個或多個的磁共振數(shù)據(jù)的附加集合；以及 將所述附加集合插入(46)到所述時間序列中，使得所述集合和附加集合的時間序列具有比通過磁共振掃描而生成的集合更大的幀速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(12)，其中，生成(32)包括:響應(yīng)于被傳輸至具有磁共振成像系統(tǒng)的患者的射頻脈沖的序列，獲取第一磁共振數(shù)據(jù)的集合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(12)，其中，確定(42)包括:依照類似性來計(jì)算超聲數(shù)據(jù)的第二幀相對于超聲數(shù)據(jù)的第一幀的平移、旋轉(zhuǎn)、或者平移和旋轉(zhuǎn)，所述改變是平移、旋轉(zhuǎn)、或者平移和旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(12)，其中，創(chuàng)建(44)包括:基于所述改變將所述第一集合的第一磁共振數(shù)據(jù)的強(qiáng)度指派給具有所述位置的第一附加集合。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(12)，其中，插入(46)包括針對第一磁共振數(shù)據(jù)的集合中的每一個插入(46)所述附加集合中的至少兩個。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的非瞬變計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(12)，進(jìn)一步包括:以更大的幀速率顯示(48 )磁共振圖像，所述磁共振圖像中的每一個對應(yīng)于所述時間序列的集合或附加集合中的一個。
18.一種用于超聲增強(qiáng)型磁共振成像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 磁共振(MR)系統(tǒng)(14)，被配置為提供MR數(shù)據(jù)的幀的第一序列； 超聲系統(tǒng)(16)，被配置為提供超聲數(shù)據(jù)的幀的第二序列；以及 處理器(26)，被配置為根據(jù)所述超聲數(shù)據(jù)來確定隨時間的空間偏移，并提高M(jìn)R圖像的將所述空間偏移應(yīng)用于所述MR數(shù)據(jù)的幀速率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括顯示器(28)，顯示器(28)可操作用于以所述幀速率顯示所述MR圖像,所述幀速率大于所述MR系統(tǒng)的掃描速率。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(26)被配置為針對在幀或卷中的每一個中表示的不同位置確定空間偏移，所述空間偏移基于跟蹤加以確定，以及其中，所述處理器(26)被配置為通過基于從所述超聲數(shù)據(jù)的空間偏移對由所述MR數(shù)據(jù)表示的位置進(jìn)行移位，而從所述MR數(shù)據(jù)的幀或卷創(chuàng)建交織的幀或卷。
【文檔編號】A61B5/055GK103505213SQ201310249840
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】P.格羅斯, 李志賢, S.R.巴恩斯, 范列湘, C.梅勒克, K.M.塞金斯 申請人:美國西門子醫(yī)療解決公司, 西門子公司