在对象运动期间采集四维磁共振数据的制作方法

本发明涉及磁共振成像，具体涉及用于对对象的重复运动进行成像的磁共振成像技术。

背景技术：

磁共振成像(mri)扫描器使用大的静态磁场来对准原子的核自旋，作为产生患者的身体内的图像的流程的部分。该大的静态磁场被称为b0场。

在mri扫描期间，由发射器线圈或天线生成的射频(rf)脉冲引起对局部磁场的扰动，并且由核自旋发射的rf信号由接收器线圈来探测。这些rf信号被用于构建mri图像。在mri流程期间的对象的移动会导致在所得到的图像中的伪影或误差。如果对象的运动是周期性的，则对所述磁共振数据的采集能够与对象运动同步，并且能够采集对所述对象的周期性运动进行成像的四维磁共振图像。四维磁共振图像是三维磁共振图像的时间序列。

国际专利申请wo2015/121103a1公开了一种关于触发磁共振图像采集来操作呼吸引导的磁共振成像系统的方法，所述磁共振成像系统能连接到呼吸监测设备，所述呼吸监测设备被配置为提供输出信号，所述输出信号的水平表示感兴趣对象的呼吸状态，所述方法包括：生成用于采集磁共振图像的交织采集方案的步骤；在由所述呼吸监测设备在执行磁共振图像采集的过程中获得的输出信号中的感兴趣对象的呼吸发生不规则的情况下调整所述交织采集方案的至少一个参数的步骤，其中，经调整的所述至少一个参数是以下中的至少一项：触发用于采集至少一幅磁性共振图像的所述感兴趣对象的下一呼吸状态，射频脉冲序列固有的空闲时间，以及所述感兴趣对象的至少部分待成像的多个切片中的至少一个切片的时间次序；停止执行磁共振图像采集的步骤；以及依照使用经调整的参数的交织采集方案恢复或继续执行磁共振图像采集的步骤；一种呼吸引导的磁共振成像系统，其具有：控制单元，其被配置为执行所公开的方法的实施例的步骤；以及软件模块，其用于执行所公开的方法的实施例，其中，要进行的方法步骤被转换为能在存储器单元中实施并且能由呼吸引导的磁共振成像系统的处理器单元执行的程序代码。

us2006/0183999a1公开了一种通过根据多个实时mr成像数据预测物体的运动来提供成像的方法和系统。当运动模型完成时，该模型被用于预测何时发生将采集高分辨率图像的运动状态。

技术实现要素：

本发明提供了独立权利要求中的磁共振成像系统、计算机程序产品和方法。在从属权利要求中给出了实施例。

实施例可以提供采集四维磁共振成像数据集的加速单元，所述四维磁共振成像数据集可以被用于优选对对象的重复运动进行成像。四维磁共振成像数据集是形成时间序列的三维磁共振成像数据集的集合。三维磁共振成像数据集包括针对三维感兴趣区域或者能够被用于形成三维体积的一系列二维切片所采集的磁共振数据。本发明的实施例可以通过将所述采集划分为两个操作部分来提供对四维数据集的加速采集。在第一操作部分期间，以初始k空间部分的形式来采集磁共振数据，同时采集描述所述对象的重复运动的运动信号。随着时间，构建运动阶段映射，其能够被用于将运动信号映射到所述对象的重复运动阶段。然后，在所述运动阶段映射的构建期间所采集的初始k空间部分被分配或复制到所述四维磁共振数据集之内的恰当位置。因此，所述磁共振成像系统能够在运动阶段映射完成之前采集所述四维磁共振数据集的部分。这节省了一些时间。

可以以多种方式来实现运动阶段映射。例如，这能够通过计算针对到目前为止已经观察到的后续运动状态对的2d直方图来完成。替代2d直方图，也可以使用运动状态的更长序列来预测后续运动阶段。除此之外，还可以使用其他备选方案，如例如贝叶斯推理网络。

然后，所述磁共振成像系统开始第二操作阶段。在所述第二操作阶段期间，至少来自先前采集的运动信号被用于在下一采集期间预测对象的重复运动阶段。然后，能够调整针对下一采集的脉冲序列命令，使得其采集尚未针对相应运动阶段而采集的四维数据集的k空间部分。这使得能够有效地采集完整的四维磁共振数据集。

在一个方面中，本发明提供了一种磁共振成像系统，其包括：用于存储机器可执行指令和脉冲序列命令的存储器。在本文中所使用的脉冲序列命令包括能够直接使用的数据或者能够被转换成能够被用于控制所述磁共振成像系统以采集磁共振数据的指令的数据。所述脉冲序列命令被配置用于从感兴趣成像区域采集四维磁共振数据集。在本文中所使用的四维磁共振数据包括以时间序列或者在不同时间采集的三维磁共振数据集的集合。所述三维磁共振数据可以包括针对二维厚片或体素的集合所采集的数据或者描述三维体积的数据。

对所述四维磁共振数据集的所述采集至少被划分为由所述对象的重复运动阶段索引的三维数据磁共振数据集。所述对象的重复运动阶段提供四维磁共振数据集中的时间维度。所述时间维度被索引到对象的重复运动阶段，诸如呼吸。所述四维磁共振数据集的三维数据磁共振数据集进一步至少被划分为k空间部分并且由k空间部分来索引。k空间部分指示在所述三维数据磁共振数据集之一期间采集的k空间中的特定位置。在不同的示例中，可以不同地解读k空间部分。在一个示例中，特定的k空间部分表示特定切片。然后，各种k空间部分的采集可以提供用于制作三维数据集的切片，然后将其与重复运动阶段相组合以形成四维磁共振数据集。所述k空间部分还可以是三维磁共振数据集的部分，或者还可以是针对切片的二维数据集的部分。

所述磁共振成像系统还包括用于控制所述磁共振成像系统的处理器。所述机器可执行指令的执行使得所述处理器在第一操作部分期间迭代地接收描述所述重复运动阶段的运动信号。在本文中所使用的运动信号包括描述对象的重复运动的数据。这可能采取许多不同的形式。例如，诸如相机或呼吸束带或者甚至磁共振导航器的物品可以被用于驱动全部或部分运动信号。在一些示例中，可以使用不同类型的数据来提供复合运动信号，所述复合运动信号包括诸如相机数据和/或呼吸束带数据和/或磁共振导航器数据。通过迭代地执行操作指令意指可以多次执行这些指令。所述机器可执行指令的执行还使得处理器在第一操作部分期间使用所述脉冲序列命令迭代地采集初始k空间部分。

所述初始k空间部分是从所述k空间部分中选择的。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在第一操作部分期间针对所述第一操作部分的每次迭代来将运动信号和初始k空间部分迭代地存储在临时缓存器中。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在第一操作部分期间迭代地至少部分地构造在运动信号与重复运动阶段之间的运动阶段映射。所述机器可执行指令的指令还使得所述处理器在所述第一操作部分期间迭代地继续第一操作部分直到所述运动阶段映射完成。

在所述第一操作部分期间，控制所述磁共振成像系统，使得其采集运动信号并且同时采集初始k空间部分。然而，此时尚不知道运动信号如何与对象的重复运动阶段确切相关。因此，k空间部分与运动信号一起存储在临时缓存器中以供以后使用。

所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器使用运动阶段映射将临时缓存器中的针对第一操作部分的每次迭代的初始k空间部分分配到所述四维磁共振数据集。一旦运动阶段映射完成，就可以将已经被存储在缓存器中的数据分配到四维磁共振数据集。

所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在第二操作部分期间迭代地接收所述运动信号。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用所述运动信号和所述运动阶段映射迭代地确定预测的下一运动阶段。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用所述预测的下一运动阶段从所述四维磁共振数据集的k空间部分中迭代地选择后续k空间部分。所述后续k空间部分例如可以是尚未针对特定运动阶段采集的k空间部分。如果已经采集了针对特定重复运动阶段的所有数据，则可以采集所述数据以例如求平均。

所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用所述脉冲序列命令迭代地采集后续k空间部分以控制所述磁共振成像系统。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间迭代地重新接收所述运动信号。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用重新接收到的运动信号和运动阶段映射迭代地确定当前运动阶段。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用当前运动阶段将后续k空间部分迭代地分配到所述四维磁共振数据集。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间迭代地重复所述第二操作部分，直到已经采集/分配了针对每个重复运动阶段的k空间部分。所述重新接收到的运动信号被用于确定预测的下一运动阶段。

在第二操作部分中，已经完成了所述运动阶段映射。因此，所述运动信号可以被用于预测对象的下一运动阶段将是什么。然后，所述处理器能够采集先前使用该预测尚未采集的后续k空间部分。当采集后续k空间部分时，重新接收到的运动信号被用于确认针对对象的恰当或预期的运动阶段采集了k部分。然后，可以使用当前运动阶段将后续k空间部分分配到四维磁共振数据集。然后，重复该过程直到采集了所有四维磁共振数据集。

该实施例可以具有以下益处：其提供了采集针对四维磁共振数据集的磁共振数据的极其有效的方式。

在另一实施例中，所述预测的下一运动阶段的计算基于在先前迭代中记录的运动阶段的转变概率。该方法假设能够比一次成像迭代的持续时间更快地执行所述预测，使得当记录初始转变概率时在操作部分一期间，以及当使用并细化转变概率以预测下一运动阶段时在操作部分二期间，来实现针对图像采集和处理的相同计时。

在另一实施例中，未来(下一个之后)运动阶段的计算也基于在先前迭代中记录的运动阶段的转变概率。该方法不假设转变预测能够比一次成像迭代的持续时间更快地执行，但是超过两次成像迭代的转变概率仍然产生可靠的预测。

在另一实施例中，重复运动的基频被用于预测下一运动阶段。假设具有相应基频f的或多或少的恒定运动，例如，常规呼吸运动，能够通过采用关于一个完整运动周期的持续时间的知识，即1/f，来预测在上一次接收到的运动阶段与未来的运动阶段之间的时间距离。这允许计算在当前运动阶段与特定所需/缺失运动阶段之间的时间，并且以在计算出的时间处具体地采集k空间的部分这样的方式来控制所述成像系统。然后，接收到的运动信号将用于验证预测的有效性，如在所有上文所提到的方法中那样。

在另一实施例中，所述脉冲序列命令被配置为控制所述共振成像系统以使用所述脉冲序列命令从感兴趣导航器区域采集二维磁共振成像导航器数据。如在本文中所使用的二维磁共振成像导航器数据是可以用于二维导航技术的磁共振数据。如在本文中所使用的，感兴趣导航器区域是感兴趣区域。所述感兴趣导航器区域是针对特定感兴趣区域的特定标签。所述感兴趣导航器区域大于或等同于所述感兴趣成像区域。所述感兴趣导航器区域包括所述感兴趣成像区域。描述所述重复运动阶段的所述运动信号的接收包括使用所述二维磁共振成像导航器数据至少部分地计算所述运动信号。该实施例可能是有益的，因为所述感兴趣导航器区域与感兴趣成像区域尺寸相同或更大。因此，来自所述感兴趣导航器区域的信号可能具有大的信噪比。另外，当所述感兴趣导航器区域与所述感兴趣成像区域尺寸相同或更大时，不需要专门对其进行放置或者将其放置在正确的位置。因此，不需要在感兴趣成像区域内特定地对准磁共振成像导航器。

所述二维磁共振成像导航器数据例如可以在所述初始k空间部分或者所述后续k空间部分之前或之后采集。

在一些示例中，所述感兴趣导航器区域与所述感兴趣成像区域尺寸可以相同或更大。所述感兴趣导航器区域从该区域获取数据并且将其压缩为二维(2d)磁共振导航器图像。因此，切片厚度等同于所述感兴趣导航器区域的维度之一。针对根据所述四维磁共振数据集重建的图像，所得到的切片厚度(或者在所述二维磁共振导航器图像的切片厚度方向上的体素尺寸)将小于所述二维磁共振导航器图像的切片厚度。

在另一实施例中，所述感兴趣导航器区域大于所述感兴趣成像区域。

在另一实施例中，使用所述二维磁共振成像导航器数据计算所述运动信号包括：使用所述二维磁共振成像导航器数据来重建二维导航器图像。使用所述二维磁共振成像导航器数据计算所述运动信号还包括：通过将所述二维导航器图像与来自第一操作部分或第二操作部分的其他迭代中的另一迭代的至少一幅其他二维导航器图像相配准来计算导航器配准。使用所述二维磁共振成像导航器数据计算所述运动信号还包括：至少部分地使用所述导航器配准来计算所述运动信号。例如，可以将来自第一操作部分的特定二维导航器图像指定为基础，并且然后可以使用其他图像的配准来计算所述运动信号。例如，所述配准可以是从一幅二维导航器图像到不同的二维导航器图像的映射。可以使用来自特定部分的矢量或其他数据或者整个二维导航器图像映射。该实施例可以具有以下优点：非常容易地使用该大的二维导航器图像，而不是精确地放置导航器。

在另一实施例中，所述二维导航器图像具有比根据所述四维磁共振数据集重建的图像更低的分辨率。

在另一实施例中，所述磁共振成像系统包括成像体积。所述感兴趣导航器区域等同于所述成像体积。在本文中所使用的成像体积包括磁场足够均匀以便能够执行磁共振成像的区域。通过使整个成像体积成为所述感兴趣导航器区域并且将其投影到二维平面上，能够针对整个成像体积的相对低分辨率的图像实现大的信噪比。这可以提供一种方法，所述方法能够以不需要预先配置所述导航器的方式完全并且稳健地捕获所述对象的粗糙或大规模运动。这些二维导航器图像彼此的配准可以消除精确地放置导航器的需要。

在另一实施例中，所述2d磁共振成像导航器数据总是以不断重复和交织的方式紧接在初始k空间部分和/或后续k空间部分之前被记录。如果所述2d磁共振成像导航器数据以及所述初始和/或后续k空间部分的记录足够快，即在采集期间运动状态的变化很小，则能够假设根据导航器信号的运动阶段以及初始和/或后续k空间部分的阶段是相同的。

在另一实施例中，2d磁共振成像导航器数据也以不断重复的交织方式紧接在初始和/或后续k空间部分之前被记录。假设恒定的重复运动，即导航器的特定运动阶段对应于初始和/或后续k空间部分的特定运动阶段，则基于先前的导航器运动阶段以及在导航器与k空间数据的记录之间的时间，该对应知识能够被用于将“真实”运动阶段分配到初始和/或后续k空间部分。

在另一实施例中，单个或多个2d磁共振成像导航器数据集以不断重复的交织方式紧接在部分k空间数据之前并且任选地紧接在部分k空间数据之后被记录。在之前和之后记录导航器的情况下，采用运动阶段的线性或非线性内插，或者在仅在之前记录导航器的情况下，采用外推，能够计算和分配相邻部分k空间数据的运动状态。

在另一实施例中，采用上述方法，但是在受控的采集方案中，即可能是不规则的，不是不断重复的方式。该控制基于运动模型和针对特定所需/缺失运动阶段的相应预测采集时间。

在另一实施例中，所述感兴趣导航器区域包括二维跨度。所述感兴趣导航器区域包括垂直于所述二维跨度的厚度。所述厚度大于以下中的任意一个：30cm、35cm和40cm。该实施例可能是有益的，因为针对所述导航器的测量到的磁共振信号(测量到的2d磁共振成像导航器数据)可能相对较大，这导致大的信噪比。这意指能够非常快速地并且以低的翻转角来采集磁共振信号，这将对后续磁共振成像技术具有低的影响。

在另一实施例中，所述运动信号包括以下中的任意一个：相机数据、一维mri导航器数据、二维导航器数据、呼吸监测器束带数据、可拉伸导航器数据以及其组合。该实施例可能是有益的，因为一个或多个常规导航器可以被组合在一起以提供所述运动信号。

在另一实施例中，所述磁共振成像系统还包括用于采集所述相机数据的相机。

在另一实施例中，所述磁共振成像系统还包括用于采集呼吸监测器束带数据的呼吸监测器束带系统。

在另一实施例中，使用根据在所述第二操作部分的先前迭代期间接收到的所述运动信号数据计算出的轨迹来确定当前运动阶段。例如，所述运动阶段映射可以不仅仅特别使用当前数据，而且还可以使用先前在先前迭代中采集的运动数据。这可以允许在运动信号中使用趋势或速度来帮助更好地预测对象的后续或预测的下一运动阶段。

在另一实施例中，重复运动阶段包括对象的呼吸阶段。

在另一实施例中，k空间部分是以下中的任意一项：针对二维切片的k空间数据，针对二维切片的k空间数据的部分，以及针对三维体积的k空间数据的部分。

在另一实施例中，将针对所述第二操作部分的每次迭代的后续k空间部分分配到所述四维磁共振数据集包括以下中的任意一项：将后续k空间部分复制到所述四维磁共振数据集，将所述后续k空间部分与所述四维磁共振数据集中的现有数据进行平均，并且替换在所述四维磁共振数据集中的现有数据，并且还可以忽略所述后续k空间部分。

在另一实施例中，使用所述运动阶段映射将在临时缓存器中的来自第一操作部分的每次迭代的初始k空间部分分配到所述四维磁共振数据集包括以下中的任意一项：将所述初始k空间部分复制到所述四维磁共振数据集，将所述初始k空间部分与所述四维磁共振数据集中的现有数据进行平均，替换在所述四维磁共振数据集中的现有数据，以及忽略所述初始k空间部分。

在另一实施例中，根据预定序列来选择所述初始k空间部分。

在另一实施例中，随机地选择所述k空间部分。该实施例以及根据预定序列选择k空间部分的先前实施例两者都是有益的，因为可以减少在第一操作部分期间采集对象的相同重复运动阶段的特定k空间部分的机会。这可能具有加速对所述四维磁共振数据集的采集的效果。

在另一方面中，本发明提供了一种计算机程序产品，其包括用于由控制磁共振成像系统的处理器执行的机器可执行指令。所述机器可执行指令的执行使得所述处理器在第一操作部分期间迭代地执行以下操作：接收描述所述对象的重复运动阶段的运动信号。所述机器可执行指令的执行还使得处理器在所述第一操作部分期间使用脉冲序列命令迭代地采集初始k空间部分以控制所述磁共振成像系统。所述脉冲序列命令被配置用于从感兴趣成像区域采集四维磁共振数据集。所述四维磁共振数据集的所述采集至少被划分为由所述对象的重复运动阶段索引的三维数据磁共振数据集。所述四维磁共振数据集的所述三维数据磁共振数据集进一步至少被划分为k空间部分并且由k空间部分来索引。

所述初始k空间部分是从所述k空间部分中选择的。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第一操作部分期间针对所述第一操作部分的每次迭代将所述运动信号和所述初始k空间部分迭代地存储在缓存器中。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第一操作部分期间迭代地至少部分地构造在运动信号与重复运动阶段之间的运动阶段映射。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第一操作部分期间迭代地继续所述操作部分，直到所述运动阶段映射完成。

所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器使用所述运动阶段映射将所述缓存器中的针对所述第一操作部分的每次迭代的初始k空间部分分配到所述四维磁共振数据集。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在第二操作部分期间迭代地接收所述运动信号。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用所述运动信号和所述运动阶段映射迭代地确定预测的下一运动阶段。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用所述预测的下一运动阶段从所述四维磁共振数据集的k空间部分中迭代地选择后续k空间部分。

所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用所述脉冲序列命令迭代地采集后续k空间部分。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间迭代地重新接收所述运动信号。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用重新接收到的运动信号和所述运动阶段映射迭代地确定当前运动阶段。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间使用当前运动阶段将后续k空间部分迭代地分配到所述四维磁共振数据集。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器在所述第二操作部分期间迭代地重复所述第二操作部分，直到已经分配了针对所述重复运动阶段中的每个重复运动阶段的k空间部分。重新接收到的运动信号被用于确定预测的下一运动阶段。

在另一方面中，本发明提供了一种用于操作磁共振成像系统的方法。所述方法包括在第一操作部分期间迭代地接收描述对象的重复运动阶段的运动信号。所述方法包括在所述第一操作部分期间使用脉冲序列命令迭代地采集初始k空间部分以控制磁共振成像系统。所述脉冲序列命令被配置用于从感兴趣成像区域采集四维磁共振数据集。所述四维磁共振数据集的所述采集至少被划分为由所述对象的重复运动阶段索引的三维数据磁共振数据集。所述三维数据磁共振数据集进一步至少被划分为k空间部分并且由k空间部分来索引。所述初始k空间部分是从k空间部分中选择的。

所述方法还包括在所述第一操作部分期间针对所述操作部分的每次迭代将所述运动信号和所述初始k空间部分迭代地存储在缓存器中。所述方法还包括在所述第一操作部分期间迭代地至少部分地构造在运动信号与重复运动阶段之间的运动阶段映射。所述方法还包括在所述第一操作部分期间迭代地继续所述第一操作部分，直到所述运动阶段映射完成。所述方法还包括使用所述运动阶段映射将缓存器中的针对所述第一操作部分的每次迭代的初始k空间部分分配到所述四维磁共振数据集。

所述方法还包括在第二操作部分期间迭代地接收所述运动信号。所述方法还包括在所述第二操作部分期间使用所述运动信号和所述运动阶段映射迭代地确定预测的下一运动阶段。所述方法还包括在所述第二操作部分期间使用预测的下一运动阶段从所述四维磁共振数据集的k空间部分中选择后续k空间部分。所述方法还包括在所述第二操作部分期间使用所述脉冲序列命令迭代地采集后续k空间部分。所述方法还包括在所述第二操作部分期间迭代地重新接收所述运动信号。所述方法还包括在所述第二操作部分期间使用重新接收到的运动信号和运动阶段映射迭代地确定当前运动阶段。所述方法还包括在所述第二操作部分期间使用当前运动阶段将后续k空间部分迭代地分配到四维磁共振数据集。所述方法还包括重复第二操作部分，直到已经分配了针对每个重复运动阶段的k空间部分。所述重新接收到的运动信号被用于确定预测的下一运动阶段。在第一操作部分期间采集的k空间部分和在第二操作部分期间采集的k空间部分一起形成四维磁共振成像数据集，其能够被用于重建4dmri图像。

在另一方面中，本发明提供了一种磁共振成像系统，其包括：用于存储机器可执行指令和脉冲序列命令的存储器。所述脉冲序列命令被配置用于从感兴趣成像区域采集四维磁共振数据。所述脉冲序列命令还被配置为控制所述磁共振成像系统以使用所述脉冲序列命令从所述感兴趣导航器区域采集二维磁共振成像导航器数据。所述感兴趣导航器区域与所述感兴趣成像区域尺寸相同或更大。所述感兴趣导航器区域包括所述感兴趣成像区域。所述磁共振成像系统还包括用于控制所述磁共振成像系统的处理器。所述机器可执行指令的执行使得所述处理器通过利用所述脉序列命令控制所述磁共振成像系统来迭代地采集所述二维磁共振成像导航器数据和所述成像磁共振数据。

所述机器可执行指令的执行使得所述处理器使用二维磁共振成像导航器数据来重建二维导航器图像。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器通过将二维导航器图像与来自先前迭代的至少一幅其他二维导航器图像相配准来计算导航器配准。机器可执行指令的执行还使得所述处理器至少部分地使用所述导航器配准来计算运动信号。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器将所述运动信号分配到所述成像磁共振数据。

在另一实施例中，所述磁共振成像系统还包括成像体积。所述感兴趣导航器区域等同于所述成像体积。

在另一实施例中，所述感兴趣导航器区域包括二维跨度。所述感兴趣导航器区域包括垂直于二维跨度的厚度。所述二维跨度具有垂直于所述二维跨度的厚度。所述厚度大于以下中的任意一个：30cm、35cm和40cm。

在另一实施例中，所述二维导航器图像具有128×128体素的分辨率。在另一实施例中，所述二维导航器图像具有100×100体素与150×150体素之间的分辨率。

在另一实施例中，所述脉冲序列命令被配置用于使用ffe快速梯度回波磁成像协议来采集二维磁共振成像导航器数据。该实施例可能是有益的，因为如果您具有大的信号，则您不需要使用大的翻转角来获得所述信号。ffe脉冲序列借助于双极开关磁梯度生成由自由感应衰减而生成的回波信号。该脉冲序列使用激励脉冲。通常在ffe脉冲序列中，所述磁化使翻转角度在0°与90使之间倾斜。然而，在该特定用途中，能够使用小的翻转角。在一个实施例中，翻转角<10°。在另一实施例中，翻转角<5°。在另一实施例中，翻转角<2°。

在另一实施例中，2d导航器图像是对象的矢状面或冠状面。该平面还可以与磁共振成像系统的对象支撑体共面，或者垂直于穿过磁体的z轴的对象支撑体。磁体的z轴被理解为针对磁共振场的对称轴。在圆柱形磁体中，z轴通常穿过圆柱形磁体的中心。

应当理解，可以组合各种实施例，只要其不相互排斥即可。

如本领域技术人员将意识到的，本发明的各方面可以被体现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式或者组合软件和硬件方面的实施例，这些实施例通常可以在本文中被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质具有包含在其上的计算机可执行代码。

可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。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存储介质。在本文中所使用的“计算机可读存储介质”包括可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的任何有形存储介质。计算机可读存储介质可以称为计算机可读非瞬态存储介质。计算机可读存储介质还可以称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的示例包括但不限于：软盘，磁性硬盘驱动器，固态硬盘，闪存，usb拇指驱动器，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，光盘，磁光盘和处理器的寄存器文件。光盘的示例包括压缩盘(cd)和数字通用盘(dvd)，例如cd-rom、cd-rw、cd-r、dvd-rom、dvd-rw或dvd-r盘。术语“计算机可读存储介质”还指能够由计算机设备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、通过互联网或通过局域网取回数据。计算机可读介质上体现的计算机可执行代码可以使用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、rf等，或者前述的任何合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号，其中，体现有计算机可执行代码，例如，在基带中或作为载波的部分。这种传播信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质，并且可以通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的示例。计算机存储器是处理器可直接访问的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另一示例。计算机存储设备可以是任何易失性或非易失性计算机可读存储介质。

本文使用的“处理器”包括能够执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。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解释为可能包含多于一个处理器或处理核心。处理器例如可以是多核处理器。处理器还可以指单个计算机系统内的处理器集合或分布在多个计算机系统中。术语“计算设备”还应当被解释为可能指代每个包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。计算机可执行代码可以由多个处理器执行，这些处理器可以在同一计算设备内，或者甚至可以分布在多个计算设备上。

计算机可执行代码可以包括机器可执行指令或使得处理器执行本发明的一方面的程序。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用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括面向对象的编程语言，例如java、smalltalk、c++等，以及常规的过程编程语言，例如c编程语言或类似的编程语言并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者是预编译的形式，并且可以与在运行中生成机器可执行指令的解释器结合使用。

计算机可执行代码可以完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为独立的软件封装执行，部分在用户的计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何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)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过互联网使用互联网服务提供商)。

参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。应当理解，流程图、图示和/或框图的每个框或框的部分可以在适用时以计算机可执行代码的形式由计算机程序指令实现。还应理解，当不相互排斥时，可以组合不同流程图、图示和/或框图中的框的组合。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的单元。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指示计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，该制品包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令。

计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，来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执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。

本文使用的“用户接口”是允许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”也可以称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者处接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的输入能够被计算机接收，并且可以从计算机向用户提供输出。换句话说，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。在显示器或图形用户接口上显示数据或信息是向操作者提供信息的示例。通过键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、定点杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、耳机、踏板、有线手套、遥控器和加速度计接收数据都是用户接口部件的示例，其可以接收来自操作者的信息或数据。

本文使用的“硬件接口”包括使计算机系统的处理器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。硬件接口可以允许处理器将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口还可以使处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的示例包括但不限于：通用串行总线，ieee1394端口，并行端口，ieee1284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。

本文使用的“显示器”或“显示设备”包括适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、音频和/或触觉数据。显示器的示例包括但不限于：计算机监测器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、braille屏幕、阴极射线管(crt)、存储管、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)、等离子显示器面板(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。

磁共振(mr)数据在本文中定义为在磁共振成像扫描期间使用磁共振装置的天线由原子自旋发射的射频信号的记录测量值。磁共振数据是医学成像数据的示例。磁共振(mr)图像在本文中定义为包含在磁共振成像数据内的解剖数据的重建的二维或三维可视化。

附图说明

在下文中，将仅通过示例并参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1图示了磁共振成像系统的示例；

图2图示了磁共振成像系统的另外的示例；

图3示出了图示操作图1或图2的磁共振成像系统的方法的示例的流程图；

图4示出了对四维磁共振数据集的示例进行建模的图；

图5示出了图4的四维磁共振数据集的另外的视图；并且

图6示出了图示操作图1和图2的磁共振成像系统的另外的种方法的流程图。

附图标记列表

100磁共振成像系统

104磁体

106磁体的孔膛

108成像区

109感兴趣成像区域

110磁场梯度线圈

112磁场梯度线圈电源

114射频线圈

116收发器

118对象

120对象支撑体

122感兴趣导航器区域

124x轴

126y轴

128z轴

130呼吸束带

132呼吸束带控制器

140计算机系统

142硬件接口

144处理器

146用户接口

148计算机存储器

150机器可执行指令

152脉冲序列命令

154后续k空间部分

156运动信号

158缓存器

160运动阶段映射

162四维数据集

200磁共振成像系统

300接收描述重复运动阶段的运动信号

302使用脉冲序列命令采集初始k空间部分

304针对第一操作部分的每次迭代将运动信号和初始k空间部分存储在临时缓存器中

306至少部分地构建在运动信号与重复运动阶段之间的运动阶段映射

308运动阶段映射是否完成？

310第一操作部分

312使用运动阶段映射将临时缓存器中的针对第一操作部分的每次迭代的初始k空间部分分配到四维磁共振数据集

314接收运动信号

316使用运动信号和运动阶段映射来确定预测的下一运动阶段

318使用预测的下一运动阶段从四维磁共振数据集的k空间部分中选择后续k空间部分

320使用脉冲序列命令采集后续k空间部分

322重新接收运动信号

324使用重新接收到的运动信号和运动阶段映射确定当前运动阶段

326使用当前运动阶段将后续k空间部分分配到四维磁共振数据集

328是否已采集所有四维磁共振数据集？

400对象的第一重复运动阶段

402对象的第二重复运动阶段

404对象的第三重复运动阶段

406对象的第四重复运动阶段

408对象的第五重复运动阶段

410第一k空间部分

412第二k空间部分

414第三k空间部分

416第四k空间部分

418第五k空间部分

420第六k空间部分

422第七k空间部分

424第八k空间部分

426第九k空间部分

428第十k空间部分

430第十一k空间部分

432第十二k空间部分

434第十三k空间部分

436第十四k空间部分

具体实施方式

这些图中相同编号的元件是等效元件或者执行相同功能。如果功能是等效的，则在后面的图中不必讨论先前已经讨论过的元件。

图1示出了具有磁体104的磁共振成像系统100的示例。磁体104是超导圆柱型磁体，所述超导圆柱型磁体具有穿过其的孔膛106。也能够使用不同类型的磁体；例如，也能够使用分离的圆柱形磁体和所谓的开放式磁体。分离的圆柱形磁体类似于标准圆柱形磁体，除了低温恒温器已经被分成两个部分以允许进入所述磁体的等平面，这样的磁体例如可以与带电粒子射束疗法或放射疗法一起使用。开放式磁体具有两个磁体部分，一个在另一个之上，在其之间具有足够大的空间以容纳对象：两个部分的布置类似于亥姆霍兹线圈的布置。开放式磁体很受欢迎，因为对象受限制较少。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104的孔膛106内，存在成像区108，其中，磁场足够强并且均匀以执行磁共振成像。在成像区108内示出了感兴趣成像区域109。对象118被示为由对象支撑体120来支撑，使得对象118的至少部分在成像区108和感兴趣成像区域109之内。

所述磁共振成像系统还被示为包含缠绕在对象118的胸部周围的任选呼吸束带130，其被连接到呼吸束带控制器132，呼吸束带控制器132能够响应于呼吸束带130的扩张和收缩而生成数据。

整个成像区108也任选是感兴趣导航器区域122。在该示例中，整个成像区108能够被用于生成能够被用于生成二维导航器的低分辨率图像。对象118被示为放置在对象支撑体120上。标记为124、126和128的箭头是x轴124、y轴126和z轴128。x轴124旨在直接进出附图。其被示为略微倾斜，使得轴124实际可见。从感兴趣导航器区域122采集的磁共振数据例如能够被投影到x124、z128平面上。所述整个磁共振数据也能够被投影到y126和z128平面上。这提供了近似于对象118的冠状图像和矢状图像。这些低分辨率图像可以用于提供非常快速采集但是准确的导航器。感兴趣成像区域109被示为小于成像区108和感兴趣导航器区域122。

在磁体的孔膛106内，还存在一组磁场梯度线圈110，其被用于采集磁共振数据以对磁体104的成像区108内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈110被连接到磁场梯度线圈电源112。磁场梯度线圈110旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈110包含三个单独组的线圈，其用于在三个正交空间方向上进行空间编码。磁场梯度电源向磁场梯度线圈供应电流。根据时间来控制被供应给磁场梯度线圈110的电流，并且该电流可以是斜变的或脉冲的。

与成像区108相邻的是射频线圈114，其用于操纵成像区108内的磁自旋的取向，并且用于接收来自成像区108内的自旋的无线电传输。射频天线可以包含多个线圈元件。所述射频天线也可以被称为信道或天线。射频线圈114被连接到射频收发器116。射频线圈114和射频收发器116可以由单独的发射线圈和接收线圈以及单独的发射器和接收器来代替。可以理解，射频线圈114和射频收发器116是代表性的。射频线圈114也旨在表示专用发射天线和专用接收天线。类似地，收发器116还可以表示单独的发射器和接收器。射频线圈114还可以具有多个接收/发送元件，并且射频收发器116可以具有多个接收/发送信道。例如，如果执行诸如sense的并行成像技术，则射频线圈114将具有多个线圈元件。

收发器116、呼吸束带132和梯度控制器112被示为被连接到计算机系统140的硬件接口142。所述计算机系统还包括与硬件接口142、存储器148和用户接口146通信的处理器144。存储器148可以是处理器144能访问的存储器的任何组合。这可以包括诸如主存储器、高速缓存存储器以及诸如闪速ram、硬盘驱动器的非易失性存储器，或者其他存储设备。在一些示例中，存储器148可以被认为是非瞬态计算机可读介质。

存储器148被示为包含机器可执行指令150。所述机器可执行指令包含使得处理器144能够控制磁共振成像系统100的操作和功能的命令或指令。计算机存储器148被示为还包含脉冲序列命令152。脉冲序列命令152是指令或者可以被转换成指令的数据，其使得处理器144能够控制磁共振成像系统100以采集磁共振数据。

计算机存储器148还被示为包含通过执行脉冲序列命令152采集的后续k空间部分154。存储器148还被示为包含接收到的运动信号156，在该示例中，运动信号156可以包括来自呼吸束带控制器132的数据和/或从感兴趣导航器区域122采集的二维导航器数据。在接收到的运动信号156包括导航器数据的情况下，脉冲序列命令152还可以适于从感兴趣导航器区域122采集低分辨率导航器图像。例如，可以使用下文图6中解释的方法根据所述导航器数据来计算运动信号。

计算机存储器148还被示为包含缓存器158，缓存器158可以被用于在第一操作部分期间存储接收运动信号和初始k空间部分。被存储在缓存器158中的数据然后可以被用于构造运动相位映射160，运动相位映射160能够将接收运动信号156与对象118的重复运动阶段相关联。在该示例中，对象的重复运动阶段将涉及对象的呼吸阶段。束带130和感兴趣导航器区域122两者都能够被用于监测对象的肺118的扩张和收缩。计算机存储器还被示为包含通过组装后续k空间部分154而构造的四维数据集162。

图2示出了磁共振成像系统200的另外的示例，其类似于图1中的示例。图2中所示的示例与图1的示例的不同之处在于：感兴趣导航器区域122不包含整个成像区108。然而，感兴趣导航器区域122仍然显著大于感兴趣成像区域109。在其他示例中，感兴趣区域122和感兴趣成像区域109可以是相同的尺寸。能够将感兴趣导航器区域122投影到针对如在图1所描述的矢状切片和冠状切片的平面上。感兴趣导航器区域122仍然也足够大，使得对象118胸腔的大的运动仍然能够有效地成像，而不需要精确地定义感兴趣导航器区域122的位置。

图3示出了图示操作图1或图2的磁共振成像系统100、200的方法的流程图。所述方法以步骤300开始。在步骤300中，接收运动信号156。接下来，在步骤302中，使用脉冲序列命令152采集初始k空间部分。接下来，在步骤304中，针对第一操作阶段310的每次迭代，将运动信号156和初始k空间部分存储在缓存器158中。第一操作部分310包含如在图3中所描述的步骤300、302、304、306和308。接下来，在步骤306中，至少部分地构造运动阶段映射160。然后，在步骤308中是问题框。问题是“运动阶段映射160已经完成”。如果答案为是，则所述方法随后进行到步骤312。如果答案为否，则所述方法返回到步骤300。为了完全映射对象的重复运动，可能需要多次重复第一操作部分310。所采集的初始k空间部分可以在310的迭代的循环上变化，以减少针对对象118的相同重复运动阶段多次采集相同k空间部分的机会。在已经完成运动阶段映射160之后，执行步骤312。

在步骤312中，运动阶段映射160使用成对的初始k空间部分和伴随的运动信号156来将其分配到四维数据集162。在执行步骤312之后，所述方法的第二操作部分332开始。第二操作部分332包括如在图3中所描述的步骤314、316、318、320、322、324、326和328。

在执行步骤312之后，所述方法前进到步骤314。在步骤314中，接收运动信号156。在此之后，所述方法前进到步骤316，其中，使用运动信号156和运动阶段映射160来确定预测的下一运动阶段。运动阶段映射160可以以预测方式来使用。例如，可以使用来自若干其他迭代的接收运动信号156，从而能够使用运动信号156中的趋势。这可以增加运动阶段映射160的准确度。接下来，在步骤318中，使用预测的下一运动阶段和关于已经记录的k空间部分的信息，从四维磁共振数据集162的k空间部分中选择后续k空间部分，以选择例如针对预测的下一运动阶段的缺失k空间部分。接下来，在步骤320中，利用脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统以采集后续k空间部分。

接下来，在该采集期间，在步骤322中重新接收运动信号156。例如，这可以在针对k空间部分采集磁共振数据的同时、顺序地或者以交织的方式来执行。接下来，在步骤324中，使用重新接收的运动信号和运动阶段映射160来确定当前运动阶段。以预测方式选择要采集的后续k空间部分。然而，对象的实际阶段可能与预测的对象阶段略有不同。在这种情况下，重新接收的运动信号可以被用于验证对象的恰当重复的运动阶段。接下来，在步骤326中，使用当前运动阶段将后续k部分分配到所述四维磁共振数据集162。所述方法然后进行到步骤328。步骤328是确定是否已经采集了整个四维磁共振数据集162。如果答案为是，则所述方法前进到步骤330并且该方法结束。如果答案为否，则所述方法返回到步骤316，并且在步骤316中使用重新接收到的运动信号来确定预测的下一运动阶段。

图4图示了四维数据集162的结构。四维数据集162保持三维数据集的集合。在该示例中，存在五个三维数据集。存在对应于对象的第一400重复运动阶段的三维数据集，存在对应于对象的第二402重复运动阶段的三维数据集，存在对应于对象的第三404重复运动阶段的三维数据集，存在对应于对象的第四406重复运动阶段的三维数据集，以及对应于对象的第五408重复运动阶段的三维数据集。在这些三维数据集400、402、404、406、408的每个三维数据集内，存在多个k空间部分。存在标记为410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430、432、434和436的十四个k空间部分。所述k空间部分中的每个k空间部分对应于k空间中已被采集或者将被采集以完成四维数据集162的轨迹。当采集k空间部分时，所述运动信号被用于确定所采集的k空间部分应当被附加到三维数据集400、402、406、408、410中的哪一个三维数据集。

图5图示了在图3所图示的方法的第二操作部分332期间的四维数据集162。已经采集了已经以x划掉的k空间部分。仍然需要采集没有以x划掉的k空间部分。例如，在步骤316中，预测的下一运动阶段可以是第四406重复运动阶段。在步骤318中，算法然后将选择标记为410、412、416、418、420、422、434或436的k空间部分以采集下一个。例如，如果在图3的步骤320中选择了针对第四阶段406的第十三k空间部分434，则将采集该k空间部分434。在已经重新接收到所述运动信号之后，所述算法然后将验证k空间部分434应当被插入到对应于第四重复运动阶段406的三维数据集中。在重新接收到的运动信号指示不同的运动阶段的情况下，则其将被相应地被分配并且能够被存储在对应的(正确)阶段中。这可能导致填充尚未采集的k空间部分，例如通过将其求平均或忽略而利用已经采集的k空间部分来替换/组合。

图6示出了图示操作在图1和图2中所示的磁共振成像系统100、200的备选方法的流程图。所述脉冲序列命令可以被配置用于从感兴趣成像区域采集成像磁共振数据。所述脉冲序列命令还被配置为控制所述磁共振成像系统以使用脉冲序列命令从感兴趣导航器区域采集2d磁共振成像导航器数据。所述感兴趣导航器区域与所述感兴趣成像区域尺寸相同或更大。所述感兴趣导航器区域包括所述感兴趣成像区域。

机器可执行指令150的执行使所述处理器利用所述脉冲序列命令来控制所述磁共振成像系统，以采集二维磁共振成像导航器数据和成像磁共振数据。接下来，在步骤602中，使用二维磁共振成像导航器数据来重建二维导航器图像。可以定位所述二维导航器图像，如图1和图2中所描述的。所述二维磁共振成像导航器数据可以从诸如在图1中所图示的第四成像区108或者从在图2中所图示的感兴趣导航器区域122采集。接下来，在步骤604中，通过将二维导航器图像与来自先前重复的至少一幅其他二维导航器图像相配准来计算导航器配准。接下来，在步骤606中，使用所述导航器配准至少部分地计算运动信号156。最后，在步骤608中，将所述运动信号分配到所述成像磁共振数据。所述成像磁共振数据可以被重建成图像，或者可以稍后与其他成像磁共振数据组合以组合针对对应运动信号的图像。本发明的详细描述

总之，促进各种临床任务或者需要解剖结构的4d-mr扫描。针对这样的任务的示例如下：

-定期移动器官(例如心脏)的可视化和诊断

-利用集成运动相关剂量计算的放射治疗规划

-根据运动(状态)的治疗监测(例如mr-linac)和照射控制。

当前的临床4d-mri序列基于预期触发的图像采集，或者采用基于回顾性图像的运动状态分类。触发采集的缺点是需要额外的监测/触发设备，例如，呼吸监测器束带、相机或mr导航器，这使得工作流程复杂化。触发采集的另一缺点是其不能够很好地适应不规则的呼吸模式，并且对于一些患者可能具有非常低的效力。

另一方面中，基于回顾性图像的分类不保证所采集的4d数据集将是完整的(即，包含针对每个切片的所有呼吸阶段)。例如，比可用的预射束时隙长的成像序列妨碍了mr-linac的有效操作/使用。所提出的方法能够有效地采集4d图像而无需触发设备。

目前的4d方法不能够很好地应对不规则运动。使用所提出的方法，可以探测这些并且用于可靠的射束控制。

示例可以提供记录高时间分辨率但低空间分辨率图像的方法，以创建在变化的空间位置处与高分辨率2d图像交织的整体运动状态监测信息(导航器)。然后，采用导航器图像递增地填充高分辨率时-空空间。然后，通过在特定运动状态下具体记录相应切片，能够以智能/快速的方式来填充该空间中的缺失点，即处于特定运动状态/位置的图像。

在第一阶段(第一操作部分)中，根据固定方案来执行导航器和高分辨率图像的交织采集。根据预先定义的切片序列(例如，标准多切片tse切片排序)来设置高分辨率图像的切片索引。

分析在该第一阶段期间记录的导航器图像，直到利用足够的统计证据完全覆盖平均呼吸周期。即，当能够将每个新的导航器图像分配到先前已经记录的运动状态时，到达第一阶段的结束。

在一种实现中，所述导航器能够包括将成像体积(或成像区)到一个切片上的投影，其具有以下优点：

-不需要特定的导航器规划(例如利用笔状射束)，因为能够使用与高分辨率图像相同的fov

-跨许多“切片”的投影降低了噪声

-可以快速采集(例如，每幅导航器图像25ms)

-2d导航器图像信息能够被用于实施更稳健的运动状态分析

此外，还能够预测将在下一导航器中采集哪个运动状态的概率。(这是通过计算到目前为止已经观察到的后续运动状态对的2d直方图来完成的。)在常规运动模式中，这样的2d直方图将显示尖锐的峰值，因为运动状态将遵循相同的序列并且因此特定的当前运动阶段之后将是每次重复的相同运动阶段。在更不规则的运动模式中，所述直方图可能看起来更模糊。在那些情况下，所述直方图可以提供关于异常值以及特定运动状态将发生的可能性的信息。在更不规则的运动模式的情况下，运动阶段映射(例如，2d直方图)可以被用于预测最主要的模式，以便采集所有k空间部分以填充覆盖该最主要模式的4d数据集。然而，其也可以被用于预测异常值何时可能发生以便创建包括异常值的4d数据集。例如，这可以与处置规划相关。一种选项是当发生异常时停止处置。备选地，在处置规划期间可以考虑异常值的存在，例如，通过使用处置裕量。

替代2d直方图，也可以使用更长的运动状态序列来预测后续运动阶段。除此之外，可以使用其他备选方案，例如贝叶斯推理网络。

在进行不正确预测的情况下，例如可以舍弃作为该预测的结果而采集的k空间部分。备选地，如果k空间部分看起来与仍然缺少这些数据的运动阶段相关，则可以将k空间部分分配到该后一运动阶段。

此时，能够将到目前为止已经采集的所有高分辨率图像分配到运动状态。即，能够评估规划的4d扫描的完成状态。

现在，开始该方法的第二阶段(第二操作部分)。在该阶段中，使用高空间分辨率图像的切片索引的动态选择，目的是尽可能快地填充规划的4d扫描的所有缺失数据。对下一高分辨率切片的选择基于从当前导航器图像预测下一个运动状态。也可以考虑其他标准，如相同切片的激励之间的最小tr。

如果需要进一步加速，则能够通过例如图像差值与弹性图像配准组合，来补偿/填充缺失的运动状态。

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“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若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/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，但是也可以以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。