[发明专利]合成四维计算机断层摄影图像生成

说明书

本文公开了一种医学系统(100、300、500)，所述医学系统包括处理器(104)和存储器(110)，所述处理器被配置用于控制所述医学系统，所述存储器用于存储机器可执行指令。对所述指令的执行使所述处理器接收(200)四维狄克逊磁共振图像数据(122)。所述四维狄克逊磁共振成像数据被T1加权。所述四维狄克逊磁共振图像数据被与呼吸信号(124)同步。对所述指令的执行还使所述处理器根据所述四维狄克逊磁共振成像数据来重建(202)合成四维计算机断层摄影图像数据(128)。所述四维狄克逊磁共振成像数据被与所述呼吸信号同步。

技术领域

本发明涉及磁共振成像，特别涉及根据磁共振图像来进行的合成计算机断层摄影图像的生成。

背景技术

计算机断层摄影(CT)图像对于放射治疗规划很有用。CT图像测量身体对X射线的三维吸收。图像可以用亨氏单位或空间相关电子密度图来表示。放射治疗规划软件通常使用这些值之一来对放射治疗估计电离辐射的吸收。使用CT进行放射治疗规划的困难首先在于它使对象暴露于额外的辐射。另一个困难在于CT在对硬组织或致密组织(例如，骨)的成像方面表现出色，但它无法区分不同类型的软组织，磁共振成像(MRI)也是这样。通常，在放射治疗规划期间，既采集CT图像又采集MRI图像。这两者的结合使得能够很好地估计由对象吸收的辐射并且能够区分不同类型组织(例如，健康组织和肿瘤)。

国际专利申请公开物WO 2015/103184 A1公开了针对自适应放射治疗规划而提供的系统和方法。在一些方面，所公开的系统和方法包括使用弛豫图来根据磁共振数据产生合成图像。该方法包括：对数据施加校正，并且据此生成弛豫图。在其他方面，公开了用于调整放射治疗计划的方法。该方法包括：基于来自初始剂量分布的剂量梯度来确定目标函数，并且使用孔径变形和梯度维持算法基于更新的图像来生成优化的计划，而不需要勾画风险器官的轮廓。在其他方面，公开了用于使用在正常呼吸期间采集的数据的时间重组来获得4D MR成像的方法、用于对多模态图像使用顺序施加的半物理模型正则化方法来进行可变形图像配准的方法，以及用于使用孔径变形算法基于4D CT或4D MR成像来生成4D计划的方法。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了医学系统、计算机程序产品和方法。在从属权利要求中给出了实施例。

实施例提供了改进的根据被T1加权的四维狄克逊磁共振数据来产生合成四维计算机断层摄影数据的方法。将四维狄克逊磁共振数据与呼吸信号同步，结果产生合成四维计算机断层摄影数据。呼吸信号可以例如是呼吸相位或呼吸幅度。然后可以使用呼吸信号来例如改进对放射治疗系统的控制。

狄克逊磁共振成像采集处于各个相位的磁共振成像数据，使得能够生成水图像和脂肪图像。这实现了卓越的图像分割，因此使得能够产生更高质量的合成CT图像。

WO 2015/103184 A1的教导与使用狄克逊磁共振图像相反。它在第33段中指出：多回波狄克逊图像的错误配准会使图像分割出错，从而导致结构边界模糊。

在一个方面，本发明提供了一种医学系统，所述医学系统包括被配置用于控制所述医学系统的处理器。所述医学系统还包括用于存储机器可执行指令的存储器。对所述指令的执行使所述处理器接收四维狄克逊磁共振图像数据。所述四维狄克逊磁共振图像数据被T1加权。所述四维狄克逊磁共振图像数据被与呼吸信号同步。可以以不同的方式实现与呼吸信号的同步。例如，可以使用k空间数据中的自导航、导航器、呼吸气球测量装置(氧气面罩储存器的测量装置)、利用相机系统对呼吸进行的光学测量和/或呼吸带来测量呼吸信号。在一个示例中，可以存在参考四维狄克逊磁共振成像数据的测量信号。在其他示例中，可以将四维狄克逊磁共振成像数据划分成数据分箱或组，然后，特定的呼吸信号参考该数据分箱或组。

对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器根据所述四维狄克逊磁共振成像数据来重建合成四维计算断层摄影图像数据。所述四维狄克逊磁共振成像数据被与所述呼吸信号同步。可以例如使用能够将磁共振图像转换成伪放射摄影图像的算法或模型来执行对所述合成四维计算机断层摄影图像数据的所述重建。