[发明专利]基于幅度/斜率的运动时相映射

说明书

技术领域

下文总体涉及时相到幅度/斜率的映射，并在本文中结合对具有不规则周期性的周期信号的具体应用加以描述；本文也想到了其他应用。

背景技术

在成像过程中，呼吸信号（在扫描患者的同时获取的）的基于呼吸时相的选通已经被用于针对在其中患者自由呼吸而非屏住他/她的呼吸的流程识别与特定的感兴趣呼吸时相（例如，完全吸气、完全呼气或介于其间的某处）对应的投影数据。利用这种方法，呼吸信号被分为个体呼吸周期（基于多个信号最大值和最小值），并且每个周期被分为范围从周期的开始（0%）（例如，完全吸气或呼气或）到周期的结束（99%）的各个时相。

图1示出了以上的范例。在图1中，y轴表示信号幅度（即肺的机械状态，包括扩张和收缩），而x轴表示时间。对于这一范例，呼吸周期102被定义为以完全吸气或肺扩张开始，其对应于周期102的信号最大值104。在这一范例中，0%时相被指定为最大值104。周期102的其余部分被线性地分为相对于多个最大值104的多个时相，诸如周期102的25%、50%、75%和99%。

为了进行重建，基于周期的百分比识别针对特定感兴趣时相的一组时间戳并将其传送至重建器，重建器使用所述时间戳来识别投影数据以进行重建。通过举例的方式，在图1中，其中75%时相是感兴趣时相，识别针对周期102的时间戳112并将其传送至重建器。对于图1中的其他周期，时间戳112、114、116、118和120被识别为对应于75%时相，并且被传送至重建器。

遗憾的是，这种假设存在若干问题：（a）呼气的速率通常低于吸气的速率，因此时相并不是线性横跨一周期；（b）呼吸周期形状可能逐个周期都是不同的（如在图1中能够看出的）；以及（c）在吸入过程中肺的机械状态（幅度）不保证与呼出过程中的相同。例如，在图1中，对应于点112、116和120的时间戳更接近或处于完全呼气处，在完全呼气时，肺被收缩并且幅度为最小值，而时间戳114和118对应于吸气过程中的机械状态，在吸气过程中，肺被部分地扩张并且具有较大的幅度。结果，重建图像数据中的解剖结构可能不能对准，这可能导致在重建图像数据中引入运动伪影。发明内容

本申请的各方面解决了上述问题和其他问题。

根据一个方面，一种方法，包括：获取包括多个周期的信号并基于所述信号的幅度和斜率两者生成将运动时相映射至所述信号的映射图（map）。

根据另一方面，一种系统，包括：处理器，所述处理器基于预定感兴趣运动时相和时相到幅度/斜率的映射，针对指示运动对象的周期运动的运动信号中的多个运动周期，识别一组运动信号时间戳，其中，所述组的运动信号时间戳对应共同的信号幅度。

根据另一方面，一种方法，包括：从具有不规则周期性的噪声周期信号的运动周期中的多个峰值中识别一峰值，其中，所述峰值对应于位于在幅度低于预定阈值的两点之间的点；将所述峰值之前和之后的点与所述峰值进行比较；并在所述峰值大于周围的点时，识别所述峰值为局部最大值。

附图说明

本发明可以采取各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤安排的形式。附图仅用于图示说明优选实施例，而不应将其解释为限制本发明。

图1图示了现有技术。

图2图示了与运动时相相关器相结合的示例性成像系统。

图3图示了示例性运动时相相关器。

图4图示了用于将运动时相映射至运动信号中的周期的幅度和斜率的示例性方法。

图5图示了在不使用运动时相相关器的情况下生成的示例性图像。

图6图示了利用运动相位相关器所选择的投影数据生成的示例性图像。

图7图示了用于在运动信号中识别多个最大值的示例性方法。

图8图示了用于在周期中的多个最大值之间识别局部最大值的示例性方法。

图9图示了用于排除周期的多个候选最大值中的最大值的示例性方法。

图10图示了用于增强运动信号的示例性方法。

图11图示了用于识别用于重建的针对感兴趣运动时相的投影数据的示例性方法。

图12图示了用于确定信号中的一组多个局部最大值的示例性方法。

具体实施方式

图2图示了成像系统200，诸如计算机断层摄影（CT）扫描器。然而，在其他实施例中，成像系统200可以包括一种或多种其他成像模态，诸如X射线、正电子发射断层摄影（PET）、单光子发射计算机断层摄影（SPECT）、磁共振成像（MRI）、超声（US）和/或其他成像模态。