本發(fā)明涉及一種用于在磁共振成像中實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)校正的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及使用體積導(dǎo)航來(lái)實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)校正。

背景技術(shù)：

在采集磁共振(MR)圖像數(shù)據(jù)期間對(duì)患者運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?、基于?dǎo)航的前瞻性運(yùn)動(dòng)校正方法是已知的。與回顧性方法不同，在這些前瞻性方法中，在測(cè)量(圖像數(shù)據(jù)采集)期間實(shí)時(shí)地檢測(cè)運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行補(bǔ)償?？梢酝ㄟ^(guò)在用于操作MR掃描儀的圖像采集序列的死區(qū)時(shí)間期間激活的導(dǎo)航的使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)患者運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)。

在Tisdall等的標(biāo)題為“MPRAGE Using EPI Navigators For Prospective Motion Correction，”Proceeding of the 17th Annual Meeting of International Society of Magnetic Resonance in Medicine 2009的文章中，描述了已知的前瞻性運(yùn)動(dòng)校正方法的示例。在該過(guò)程中，以32×32×32的基本分辨率采集低分辨率的3D EPI導(dǎo)航體積。可以在500ms內(nèi)采集這些導(dǎo)航體積的數(shù)據(jù)。可以對(duì)具有足夠長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間的每個(gè)數(shù)據(jù)采集序列配備這些導(dǎo)航，以支持實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。

在實(shí)踐中，針對(duì)在時(shí)間點(diǎn)t＝t₁采集的導(dǎo)航數(shù)據(jù)重建導(dǎo)航圖像，然后對(duì)參考體積進(jìn)行基于圖像的、6自由度剛性體配準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)校正序列的采集開(kāi)始之前(在時(shí)間點(diǎn)t＝0)采集參考體積。向制定用于操作MR掃描儀的序列的控制計(jì)算機(jī)反饋檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并且控制計(jì)算機(jī)自動(dòng)適配成像視場(chǎng)(FOV，field-of-view)，以在時(shí)間t₁對(duì)檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?？赡茉趖₁和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償序列中對(duì)圖像數(shù)據(jù)的部分采集之間發(fā)生的運(yùn)動(dòng)不被考慮。其結(jié)果是，實(shí)際運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償稍微滯后于數(shù)據(jù)采集，并且無(wú)法針對(duì)所有運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校正。然而，可以非常好地對(duì)緩慢發(fā)生的運(yùn)動(dòng)漂移進(jìn)行補(bǔ)償。

為了使得能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)校正，處理器的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊必須能夠非?？斓靥峁┻\(yùn)動(dòng)估計(jì)。因此，有時(shí)產(chǎn)生具有6個(gè)自由度(3個(gè)平移和3個(gè)旋轉(zhuǎn))的剛性體模型假設(shè)。對(duì)于從被檢體頭部的MR數(shù)據(jù)采集，這種模型假設(shè)是合理的。前述配準(zhǔn)低分辨率EPI圖像數(shù)據(jù)的任務(wù)，與功能性磁共振成像(fMRI，functional magnetic resonance imaging)中對(duì)運(yùn)動(dòng)校正的要求匹配。針對(duì)高性能剛性體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和fMRI數(shù)據(jù)的前瞻性校正提出了這種類型的方法，如在Thesen等的“Prospective Acquisition Correction for Head Motion with Image-Based Tracking for Real-Time fMRI，”Magnetic Resonance in Medicine,Volume 44,Number 3(2000)pages 457-465中，以及在Stefan Thesen在海德堡魯普雷希特-卡爾斯大學(xué)、標(biāo)題為“Retrospektive und prospektive Verfahren zur bildbasierten Korrektur von Patientenkopfbewegungen bei neurofunktioneller Magnetresonanztomographie in Echtzeit，”(“Retrospective and Prospective Methods for Image-Based Correction of Patient Head Motions in Neuro-Functional Magnetic Resonance Tomography in Real-Time”)的就職論文中所描述的。

上面描述的同一策略、但是不使用附加的專用導(dǎo)航體積，形成了在市場(chǎng)上可獲得的工作序列ep2d_pace(Siemens Healthcare)的基礎(chǔ)。代替附加的導(dǎo)航體積，對(duì)于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)考慮整個(gè)ep2d體積。重建時(shí)間t＝t_i處的體積，并且在時(shí)間t＝t_i+1處的采集期間使其與在t＝t₀獲得的基準(zhǔn)配準(zhǔn)，并且在時(shí)間t＝t_i+2處進(jìn)行補(bǔ)償。因此，在采集圖像數(shù)據(jù)期間，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以序列的至少一個(gè)重復(fù)時(shí)間(TR)滯后。

傳統(tǒng)的基于3D圖像的導(dǎo)航方法利用與使用導(dǎo)航信號(hào)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償序列的成像體積全等的導(dǎo)航體積(即從其采集導(dǎo)航數(shù)據(jù)的被檢體的體積)。這具有如下優(yōu)點(diǎn)：可以將檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)參數(shù)直接發(fā)送回控制MR掃描儀的操作的計(jì)算機(jī)，以執(zhí)行成像序列，以便在該序列中實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。

在Shankaranarayanan等的標(biāo)題為“Motion insensitive 3D imaging using a novel real-time image-based 3D PROspective MOtion correction method(3D PROMO)，”ISMRM 15th Scientific Meeting(2007)的文章中，描述了稱為3D promo的基于導(dǎo)航的解決方案，其也基于前瞻性的剛性體運(yùn)動(dòng)。該文章記錄了存在不滿足剛性體運(yùn)動(dòng)的模型假設(shè)的問(wèn)題區(qū)域。在大腦中，這些區(qū)域主要位于頸部、頜部、以及鼻腔和鼻竇旁邊。為了改善運(yùn)動(dòng)估計(jì)并且使非線性效果的影響最小化，該文章的作者提出了對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)應(yīng)用擴(kuò)展卡爾曼濾波。

在Maclaren等的標(biāo)題為“Prospective motion correction in brain imaging:a review，”Magnetic Resonance in Medicine,Volume 69,Number 3(2013),pages 621636的文章中，可以找到對(duì)前瞻性運(yùn)動(dòng)校正策略的概述。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，在使用多個(gè)基于圖像的體積導(dǎo)航的前瞻性運(yùn)動(dòng)校正方法中，同時(shí)獲得多個(gè)子體積導(dǎo)航斷層，其共同具有小于采集體積的總體積，在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償序列中從采集體積采集診斷數(shù)據(jù)。每個(gè)導(dǎo)航子體積可以僅由一個(gè)斷層構(gòu)成，或者可以由多個(gè)斷層構(gòu)成，例如每個(gè)子體積3個(gè)斷層。子體積例如可以彼此正交。

子體積導(dǎo)航的多個(gè)斷層可以利用同時(shí)多斷層(SMS，simultaneous multi-slice)blipped CAIPI加速方法采集，如在Setsompop等的“Blipped-controlled aliasing in parallel imaging for simultaneous multislice echo planar imaging with reduced g-factor penalty，”Magnetic Resonance in Medicine,Volume 67,Number 5(2012)pages 1210-1224中所述。

在其中導(dǎo)航子體積是正交斷層的實(shí)施例中，正交斷層的交點(diǎn)可能與采集體積的中心(即數(shù)據(jù)采集序列的視場(chǎng)(FOV)的中心)一致，但是這不一定是這種情況。

一般來(lái)說(shuō)，以比診斷圖像數(shù)據(jù)低的分辨率來(lái)采集導(dǎo)航信號(hào)(斷層)。在又一個(gè)實(shí)施例中，在運(yùn)動(dòng)校正后數(shù)據(jù)采集序列開(kāi)始之前，可以采集被檢體的定位片圖像，其提供被檢體的相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)的概覽。經(jīng)常采集這種定位片圖像來(lái)支持采集視場(chǎng)的規(guī)劃?？梢酝ㄟ^(guò)已知方法自動(dòng)對(duì)該定位片圖像進(jìn)行處理，以檢測(cè)其中的解剖結(jié)構(gòu)并且計(jì)算解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)記的位置，而無(wú)需用戶交互。該解剖結(jié)構(gòu)信息還可以用于提供用于子體積導(dǎo)航定位和覆蓋的定義的有用背景信息。理想的是，規(guī)劃每個(gè)子體積導(dǎo)航的位置，以使其處于無(wú)法被患者非剛性地移動(dòng)的解剖結(jié)構(gòu)區(qū)域中或者包含無(wú)法被患者非剛性地移動(dòng)的解剖結(jié)構(gòu)區(qū)域。因此，應(yīng)當(dāng)避免對(duì)易受圖像偽影影響的解剖結(jié)構(gòu)區(qū)域、例如頸部區(qū)域、頜部區(qū)域以及鼻腔和鼻竇旁邊的區(qū)域放置導(dǎo)航子體積。優(yōu)選能夠可靠地采集導(dǎo)航數(shù)據(jù)并且對(duì)于這些圖像偽影的風(fēng)險(xiǎn)最小的區(qū)域。雖然可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)由用戶接口與定位片圖像的用戶交互，以定義導(dǎo)航定位，但是子體積導(dǎo)航的完全自動(dòng)的放置更好。

本發(fā)明還包含一種磁共振成像裝置，被構(gòu)造并操作用于實(shí)現(xiàn)如上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法。

本發(fā)明還包含一種用編程指令編碼的非易失性計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)加載到磁共振成像裝置的控制計(jì)算機(jī)中時(shí)，編程指令使控制計(jì)算機(jī)操作磁共振成像裝置，以實(shí)現(xiàn)如上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法。

附圖說(shuō)明

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造并且工作的磁共振成像裝置。

圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的前瞻性運(yùn)動(dòng)校正序列中的基本步驟與導(dǎo)航子體積的采集的流程圖。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的定義導(dǎo)航子體積的第一實(shí)施例。

圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的定義導(dǎo)航子體積的第二實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地示出了磁共振裝置5(磁共振成像或者斷層成像設(shè)備)?；緢?chǎng)磁體1產(chǎn)生隨著時(shí)間恒定的強(qiáng)磁場(chǎng)，用于將被檢體U的區(qū)域、例如躺在臺(tái)23上以便被移動(dòng)到磁共振裝置5中的待檢查的人體的一部分中的核自旋極化或者對(duì)齊。在一般呈球形的測(cè)量體積M中定義磁共振測(cè)量(數(shù)據(jù)采集)所需的基本磁場(chǎng)的高度均勻性，將待檢查的人體的該部分放置在該測(cè)量體積M中。為了支持均勻性要求，通過(guò)在合適的位置放置由鐵磁材料制成的勻場(chǎng)板來(lái)消除隨著時(shí)間恒定的效應(yīng)。通過(guò)勻場(chǎng)線圈2和用于勻場(chǎng)線圈2的合適的控制單元25來(lái)消除隨著時(shí)間可變的效應(yīng)。

由三個(gè)繞組構(gòu)成的圓柱形的梯度線圈系統(tǒng)3包含在基本場(chǎng)磁體1中。對(duì)應(yīng)的放大器對(duì)每個(gè)繞組供應(yīng)電力，以在笛卡爾坐標(biāo)系的相應(yīng)的軸上產(chǎn)生線性梯度場(chǎng)。梯度場(chǎng)系統(tǒng)3的第一部分繞組在x軸上產(chǎn)生梯度G_x，第二部分繞組在y軸上產(chǎn)生梯度G_y，并且第三部分繞組在z軸上產(chǎn)生梯度G_z。這些放大器中的每一個(gè)具有數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器由用于梯度脈沖的準(zhǔn)確時(shí)間產(chǎn)生的序列發(fā)生器18控制。

射頻天線4位于梯度場(chǎng)系統(tǒng)3內(nèi)，其將由射頻功率放大器24提供的射頻脈沖轉(zhuǎn)換為交變磁場(chǎng)，以通過(guò)使被檢體或者其待檢查的區(qū)域中的自旋從由于基本磁場(chǎng)而產(chǎn)生的對(duì)齊傾倒(“翻轉(zhuǎn)”)來(lái)激勵(lì)原子核。射頻天線4由環(huán)形、線形或者矩陣型配置的線圈的形式的一個(gè)或更多個(gè)RF發(fā)射線圈和一個(gè)或更多個(gè)RF接收線圈構(gòu)成?；谛M(jìn)的核自旋的交變場(chǎng)、即通常根據(jù)由一個(gè)或更多個(gè)射頻脈沖和一個(gè)或更多個(gè)梯度脈沖構(gòu)成的脈沖序列產(chǎn)生的核自旋回波信號(hào)，也由射頻天線4的RF接收線圈轉(zhuǎn)換為電壓(測(cè)量信號(hào))，將該電壓經(jīng)由射頻接收器通道8、8’的放大器7發(fā)送到射頻系統(tǒng)22。此外，射頻系統(tǒng)22具有發(fā)射通道9，用于激勵(lì)核磁共振的射頻脈沖在發(fā)射通道9中產(chǎn)生。為此，基于由系統(tǒng)計(jì)算機(jī)20提供的給定脈沖序列，作為一系列復(fù)數(shù)在序列發(fā)生器18中數(shù)字地描繪各個(gè)射頻脈沖。在每種情況下，將該數(shù)字序列作為實(shí)數(shù)和虛數(shù)分量經(jīng)由輸入端12發(fā)送到射頻系統(tǒng)22中的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，并且從那里發(fā)送到發(fā)射通道9。在發(fā)射通道9中將脈沖序列調(diào)制為射頻載波信號(hào)，其基頻對(duì)應(yīng)于測(cè)量體積中的核自旋的共振頻率。將RF發(fā)射線圈的調(diào)制的脈沖序列經(jīng)由放大器24發(fā)送到射頻天線4。

從發(fā)送到接收操作的切換經(jīng)由發(fā)送-接收開(kāi)關(guān)6進(jìn)行。射頻天線4的RF發(fā)射線圈發(fā)射射頻脈沖，以在測(cè)量體積M中激勵(lì)核自旋，并且經(jīng)由RF接收線圈掃描產(chǎn)生的回波信號(hào)。由此獲得的對(duì)應(yīng)的磁共振信號(hào)，在射頻系統(tǒng)22的接收通道的第一解調(diào)器8’中以相位敏感的方式被解調(diào)到中頻，并且在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)中被數(shù)字化。然后，將該信號(hào)解調(diào)到基頻。解調(diào)到基頻以及分離為實(shí)部和虛部在空間域中數(shù)字化之后在第二解調(diào)器8中進(jìn)行，第二解調(diào)器8將解調(diào)的數(shù)據(jù)經(jīng)由輸出端11發(fā)送到圖像處理器17。在圖像處理器17中，通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的方法，根據(jù)以這種方式獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)重建MR圖像，根據(jù)本發(fā)明的方法包括在圖像處理器17中計(jì)算至少一個(gè)干擾矩陣和其逆矩陣。對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和控制程序的管理經(jīng)由系統(tǒng)計(jì)算機(jī)20進(jìn)行。序列發(fā)生器18特別是按照根據(jù)本發(fā)明的方法，控制希望的脈沖序列的產(chǎn)生以及利用控制程序?qū)空間對(duì)應(yīng)的掃描。序列發(fā)生器18控制梯度的準(zhǔn)確定時(shí)的切換(激活)、具有定義的相位幅值的射頻脈沖的發(fā)送以及磁共振信號(hào)的接收。射頻系統(tǒng)22和序列發(fā)生器18的時(shí)基由合成器19提供。用于例如存儲(chǔ)在DVD 21上的MR圖像的產(chǎn)生的合適的控制程序的選擇、以及其它用戶輸入、例如要共同覆蓋希望的k空間的希望的數(shù)量n個(gè)相鄰簇和所產(chǎn)生的MR圖像的顯示經(jīng)由終端13進(jìn)行，終端13包括使得能夠輸入條目的單元、例如鍵盤15和/或鼠標(biāo)16以及使得能夠進(jìn)行顯示的單元、例如顯示屏。

在圖1中，包含在(內(nèi)置到)將患者0移入其中的基本場(chǎng)磁體1中的部件形成磁共振掃描儀，磁共振掃描儀由也在圖1中示出的多個(gè)計(jì)算機(jī)和處理器操作。對(duì)在圖1中示出的這些計(jì)算機(jī)和處理器單獨(dú)或者統(tǒng)一編程，以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。

在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償序列的基本步驟。其以基準(zhǔn)掃描的采集，例如通過(guò)獲得被檢體、在這種情況下為被檢體的上頭部的采集體積的多個(gè)斷層來(lái)開(kāi)始。一旦定義了該采集體積，作為序列視場(chǎng)(FOV)，則操作磁共振掃描儀，以開(kāi)始根據(jù)運(yùn)動(dòng)校正序列的診斷圖像數(shù)據(jù)的采集。在采集了該診斷數(shù)據(jù)的一部分之后，執(zhí)行導(dǎo)航掃描，其中，僅從采集體積的子體積中采集導(dǎo)航數(shù)據(jù)。然后，將從子體積中采集的導(dǎo)航數(shù)據(jù)與在基準(zhǔn)掃描中描述的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以便確定是否在基準(zhǔn)掃描的采集和子體積導(dǎo)航數(shù)據(jù)的采集之間發(fā)生了患者的運(yùn)動(dòng)。在根據(jù)本發(fā)明使用的運(yùn)動(dòng)校正算法中，僅將基準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)的圖像元素(體素)與由子體積表示的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由于所采集的導(dǎo)航數(shù)據(jù)總共僅構(gòu)成整個(gè)采集體積的子體積，因此比較、由此運(yùn)動(dòng)校正算法的執(zhí)行需要較少的計(jì)算機(jī)容量，并且能夠更快地執(zhí)行。

可以利用同時(shí)多片段(SMS)blipped CAIPI加速方法采集每個(gè)導(dǎo)航子體積。每個(gè)導(dǎo)航子體積的平面內(nèi)分辨率獨(dú)立于運(yùn)動(dòng)校正后的基本序列的分辨率。一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)航分辨率低于圖像數(shù)據(jù)分辨率，以便進(jìn)一步使采集和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法執(zhí)行加速。

導(dǎo)航平面的交點(diǎn)不必一定與數(shù)據(jù)采集序列的FOV(采集體積)的中心點(diǎn)一致。

雖然在圖2的實(shí)施例中示出導(dǎo)航平面是正交的，但是它們不必一定是正交的。定義導(dǎo)航子體積時(shí)的主要考慮是使子體積共同涵蓋小于診斷圖像數(shù)據(jù)采集體積、但是非?？赡堋安东@”在圖像數(shù)據(jù)的采集期間發(fā)生的相關(guān)患者運(yùn)動(dòng)的總體積。子體積導(dǎo)航的正交方位在交叉區(qū)域處產(chǎn)生高空間分辨率，同時(shí)顯著減少需要在運(yùn)動(dòng)校正算法中比較的圖像數(shù)據(jù)的量。

在圖2中示出的示例性實(shí)施例中的基準(zhǔn)掃描是全分辨率的各向同性體積，其覆蓋由正交的子體積導(dǎo)航中的全部三個(gè)涵蓋的箱(box)。實(shí)際的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法可以是任意的剛性體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法，例如在前述Thesen等的文章中描述的基于高斯-牛頓的方法(Gauss-Newton based method)。相對(duì)于傳統(tǒng)過(guò)程，僅考慮由子體積導(dǎo)航定義(對(duì)應(yīng)于子體積導(dǎo)航)的采集體積的圖像元素，用于檢測(cè)然后在運(yùn)動(dòng)校正算法中使用的運(yùn)動(dòng)。不考慮與子體積導(dǎo)航不一致的基準(zhǔn)掃描的其余所有體素。

可以使用附加的解剖結(jié)構(gòu)背景信息來(lái)定義導(dǎo)航子體積。常見(jiàn)的是，在診斷掃描開(kāi)始之前采集被檢體的定位片圖像，其一般是被檢體的相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)的概覽圖像，并且用于支持診斷成像序列的規(guī)劃，例如定義采集視場(chǎng)?？梢酝ㄟ^(guò)已知技術(shù)自動(dòng)對(duì)該定位片圖像進(jìn)行處理，以便檢測(cè)相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)，并且計(jì)算解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)記的位置，而無(wú)需用戶交互。該解剖結(jié)構(gòu)信息還對(duì)于子體積導(dǎo)航在其定位和覆蓋方面的定義非常有用。如上所述，理想的是，在患者無(wú)法非剛性地移動(dòng)的解剖結(jié)構(gòu)區(qū)域中規(guī)劃子體積導(dǎo)航的位置。

在圖2中示出的流程圖的實(shí)施例中，在第一導(dǎo)航掃描采集之后，確定在患者的相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)的位置未發(fā)生顯著的改變，因此進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)(診斷)采集序列，其中采集圖像數(shù)據(jù)的另一部分。然后，再次以與先前描述的相同的方式實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航掃描。在圖2中示出的實(shí)施例中，該導(dǎo)航掃描的結(jié)果是確定在采集圖像數(shù)據(jù)的第一部分的時(shí)間和采集圖像數(shù)據(jù)的第二部分的時(shí)間之間發(fā)生了患者運(yùn)動(dòng)。如在圖2中示意性地示出的，這使得運(yùn)動(dòng)校正算法對(duì)患者運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。這使得向操作磁共振掃描儀的控制計(jì)算機(jī)提供運(yùn)動(dòng)校正指令、例如調(diào)整成像視場(chǎng)。然后，使用該調(diào)整后的序列采集診斷圖像數(shù)據(jù)的另一部分，并且重復(fù)該過(guò)程，直到采集了所有希望的診斷圖像數(shù)據(jù)為止。

在圖3中示出了定義導(dǎo)航子體積的一個(gè)實(shí)施例，其中，每個(gè)子體積由單個(gè)斷層構(gòu)成。在圖4中示出了另一實(shí)施例，其中，每個(gè)導(dǎo)航子體積由3個(gè)斷層構(gòu)成?？梢栽谝?guī)劃階段，在考慮到在每個(gè)導(dǎo)航體積中采集更多斷層使導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集時(shí)間增加，并且還使用于執(zhí)行運(yùn)動(dòng)校正算法的計(jì)算時(shí)間增加的同時(shí)，選擇每個(gè)導(dǎo)航子體積的合適數(shù)量的斷層。

根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航子體積針對(duì)運(yùn)動(dòng)校正的采集和使用具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。如上所述，這使得與傳統(tǒng)的基本上包含整個(gè)采集體積的2D導(dǎo)航斷層的依次采集相比，用于導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集的掃描時(shí)間減少。如上所述，通過(guò)使用利用CAIPI的SMS，非常快地實(shí)現(xiàn)用于子體積導(dǎo)航的掃描時(shí)間。

成像數(shù)據(jù)的同時(shí)多斷層采集對(duì)于導(dǎo)航圖像尤其有利，因?yàn)?，由于多個(gè)斷層的同時(shí)采集，同時(shí)激勵(lì)的所有斷層自動(dòng)是一致的。在傳統(tǒng)的基于2D圖像的導(dǎo)航采集中，其中，依次采集所有斷層，患者可能在依次采集期間移動(dòng)。在傳統(tǒng)序列中在導(dǎo)航掃描期間的這種運(yùn)動(dòng)，可能導(dǎo)致違反針對(duì)在傳統(tǒng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法中使用的模型作出的剛性體運(yùn)動(dòng)的假設(shè)。

此外，由于SMS，根據(jù)本發(fā)明的同時(shí)采集的斷層之間的間隔固有地最大化，以提供這些斷層的最優(yōu)的、可能的分離。在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的情境下，這尤其有利于實(shí)現(xiàn)魯棒的結(jié)果。

在運(yùn)動(dòng)校正算法中用于識(shí)別運(yùn)動(dòng)的圖像數(shù)據(jù)的減少使計(jì)算負(fù)荷減小并且使運(yùn)動(dòng)檢測(cè)加速。這是特別重要的，因?yàn)樽芋w積導(dǎo)航未覆蓋的采集體積的區(qū)域趨于對(duì)于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)較沒(méi)有用，因此在運(yùn)動(dòng)校正算法中不使用這些區(qū)域不使運(yùn)動(dòng)校正精度顯著劣化。

其中使用正交子體積導(dǎo)航的實(shí)施例提供高平面內(nèi)分辨率。在子體積導(dǎo)航的重疊區(qū)域中，有效圖像分辨率與傳統(tǒng)導(dǎo)航的不重疊區(qū)域相比明顯更高。當(dāng)與前述解剖結(jié)構(gòu)背景信息組合使用時(shí)，這特別有利。因?yàn)樵撝丿B區(qū)間可以與基本序列的視場(chǎng)(即采集區(qū)域)獨(dú)立地放置，因此可以使非剛性運(yùn)動(dòng)和由此產(chǎn)生的圖像偽影最少化，這產(chǎn)生顯著提高的魯棒性。

像傳統(tǒng)上一樣將基于EPI的圖像導(dǎo)航用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，這易受與基本磁場(chǎng)(B0場(chǎng))的漂移和不均勻相關(guān)的圖像畸變的影響。如果使用EPI導(dǎo)航中的單個(gè)體積，則由這些因素產(chǎn)生的偽影可能在特定方向(通常是相位編碼方向)上非常明顯，由此使運(yùn)動(dòng)檢測(cè)在該方向上較不可靠。根據(jù)本發(fā)明的正交子體積的使用使這些偽影擴(kuò)散到不同的方向上，由此使得其對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的影響最小化。

雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以提出變形和改變，但是發(fā)明人的意圖是在關(guān)于其保證的專利內(nèi)，所有變化和變形在其對(duì)本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)的范圍內(nèi)合理并且適當(dāng)?shù)氐玫綄?shí)施。