诊断成像系统和方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102164533 A (43)申请公布日 2011.08.24 CN 102164533 A *CN102164533A* (21)申请号 200980137574.0 (22)申请日 2009.09.21 08165188.7 2008.09.26 EP A61B 5/00(2006.01) A61B 6/03(2006.01) (71)申请人 皇家飞利浦电子股份有限公司 地址 荷兰艾恩德霍芬 (72)发明人 PR哈维 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 王英 刘炳胜 (54) 发明名称 诊断成像系统和方法 (57) 摘要 本发明涉。

2、及一种诊断成像系统。该系统包括 多个扫描装置 (60、 70、 80)。每个扫描装置 (60、 70、 80) 包括扫描硬件、 连接到扫描硬件以便生成 表示设置于扫描装置 (60、 70、 80) 的成像区域中 的对象的原始图像数据的数据采集系统 (42) 以 及处理原始图像数据以便由此重建图像表示的重 建单元(50)。 本发明提议由扫描装置(60、 70、 80) 之一的数据采集系统 (42) 生成的原始图像数据 的子集经由通信链路 (90) 在扫描装置 (60、 70、 80) 之间分配， 以便被相应的扫描装置 (60、 70、 80) 的重建单元 (50) 并行处理。 (30)优先权数据。

3、 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.03.25 (86)PCT申请的申请数据 PCT/IB2009/054131 2009.09.21 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/035208 EN 2010.04.01 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 CN 102164536 A1/2 页 2 1. 一种诊断成像系统， 其包括 ： 多个扫描装置 (60、 70、 80)， 每个扫描装置包括扫描硬件、 连接到所述扫描硬件以便生 成表示设置于所述扫描装置 (60、 70、 80) 的成。

4、像区域中的对象的原始图像数据的数据采集 系统 (42) 以及用于处理所述原始图像数据以便由此重建图像表示的重建单元 (50) ； 通信链路 (90)， 其分配由所述扫描装置 (60、 70、 80) 之一的所述数据采集系统 (42) 生 成的所述原始图像数据的子集， 以便被经由所述通信链路 (90) 连接的所述扫描装置 (60、 70、 80) 的所述重建单元 (50) 并行处理。 2. 如权利要求 1 所述的诊断成像系统， 其中， 所述通信链路 (90) 将经处理的子集传递 到所述扫描装置 (60、 70、 80) 之一或中央图像数据库 (120)。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的诊断。

5、成像系统， 其中， 每个扫描装置 (60、 70、 80) 包括控制 所述扫描硬件和所述重建单元 (50) 的主计算机 (40)。 4. 如权利要求 3 所述的诊断成像系统， 其中， 每个扫描装置 (60、 70、 80) 的所述主计算 机 (40) 被布置成执行下列至少一个 ： 将由所述扫描装置(60、 70、 80)的所述数据采集系统(42)生成的所述原始图像数据分 解成子集 ； 经由所述通信链路 (90) 发送所述原始图像数据的所述子集中的至少一个到另一扫描 装置 (60、 70、 80) ； 将经所述扫描装置(60、 70、 80)的所述重建单元(50)并行处理的子集重组成所述对象 的。

6、图像表示。 5.如权利要求1-4中任一项所述的诊断成像系统， 其还包括连接到所述通信链路(90) 的重建服务器 (100)， 所述重建服务器 (100) 协调所述原始图像数据的所述子集在经由所 述通信链路 (90) 连接的所述扫描装置 (60、 70、 80) 的可用的所述重建单元 (50) 之间的分 配。 6. 如权利要求 1-5 中任一项所述的诊断成像系统， 其中， 所述通信链路 (90) 是局域网 连接或互联网连接。 7. 如权利要求 1-6 中任一项所述的诊断成像系统， 其中， 所述扫描装置 (60、 70、 80) 是 MRI 扫描器、 CT 扫描器、 PET 扫描器或超声扫描器。 。

7、8. 一种诊断成像的方法， 其包括 ： 生成表示设置于多个扫描装置 (60、 70、 80) 之一的成像区域中的对象的原始图像数 据， 所述扫描装置 (60、 70、 80) 中的每个包括扫描硬件、 连接到所述扫描硬件以便生成所述 原始图像数据的数据采集系统 (42) 以及用于处理所述原始图像数据以便由此重建图像表 示的重建单元 (50) ； 将由所述数据采集系统 (42) 生成的所述原始图像数据分解成子集 ； 经由通信链路(90)在所述多个扫描装置(60、 70、 80)之间分配所述原始图像数据的所 述子集， 以便被相应的扫描装置 (60、 70、 80) 的所述重建单元 (50) 并行处理。

8、 ； 将经所述扫描装置(60、 70、 80)的所述重建单元(50)处理的子集重组成所述对象的图 像表示。 9. 如权利要求 8 所述的方法， 其中， 将经处理的子集经由所述通信链路 (90) 传递到所 述扫描装置 (60、 70、 80) 之一或中央图像数据库 (120)。 权 利 要 求 书 CN 102164533 A CN 102164536 A2/2 页 3 10. 如权利要求 8 或 9 所述的方法， 其中， 由重建服务器 (100) 协调所述原始图像数据 的所述子集在经由所述通信链路(90)连接的所述扫描装置(60、 70、 80)的可用的所述重建 单元 (50) 之间的分配。 。

9、11. 一种用于诊断成像的计算机程序， 其包括用于下列的指令 ： 将由多个扫描装置(60、 70、 80)之一的数据采集系统(42)生成的原始图像数据分解成 子集 ； 经由通信链路(90)在所述多个扫描装置(60、 70、 80)之间分配所述原始图像数据的所 述子集， 以便被相应的扫描装置 (60、 70、 80) 的所述重建单元 (50) 并行处理 ； 将经所述扫描装置(60、 70、 80)的所述重建单元(50)处理的子集重组成所述对象的图 像表示。 12. 如权利要求 11 所述的计算机程序， 其还包括用于将经处理的子集传递到所述扫描 装置 (60、 70、 80) 之一或中央图像数据库。

10、 (120) 的指令。 权 利 要 求 书 CN 102164533 A CN 102164536 A1/4 页 4 诊断成像系统和方法 技术领域 0001 本发明涉及诊断成像领域。它特别适用于与诊断成像系统相联合， 其中来自 MRI、 CT 或 PET 扫描器的原始诊断图像数据被重建成检查对象的图像表示。 0002 此外， 本发明涉及用于诊断成像的方法以及用于诊断成像的计算机程序。 背景技术 0003 当今， 在诊断成像领域中， 诸如 MRI、 CT、 PET 或超声扫描器的诊断扫描装置被广泛 用于生成对象内部的图像。典型地， 医学诊断扫描器包括用于通过辐射、 电磁场、 超声等无 创地检查对。

11、象内部的适当扫描硬件。数据采集系统 (DAS) 被用于将经由扫描硬件接收的数 据转换成可以被进一步处理的数字信号。每个扫描装置具有其自身的主计算机， 用于控制 检查和数据采集， 且每个扫描装置使用其自身的重建单元来重建所得到的数据以生成对象 内部区域的人类可读图像。 在现代扫描器中， 重建单元是分离的计算机， 例如高性能个人计 算机 (PC)， 其通过以太网连接连接到主计算机和 DAS。 0004 重建过程通常是多线程应用程序， 其中多个重建过程可以并行发生。所采集的 原始图像数据首先被分解成可以独立处理的子集。然后每个子集被独立的重建程序处 理， 之后经处理的子集被重组成临床图像数据并且被发。

12、送到数据库进行存储。在本领 域中已知的是这种体系结构有助于通过利用分布式处理方法来提高速度 ( 例如参见 US 2006/0116567A1)。然而， 重建过程通常仍然非常耗时， 并且可能在收集数据后持续几个小 时， 这依赖于以下因素， 诸如模态、 重建方法、 成像区域的尺寸、 分辨率和被选择的图像质量 及滤波技术， 等等。 0005 因此， 很容易认识到存在对改进的诊断成像系统的需求。本发明的目标是提高一 种最小化重建时间的诊断成像系统。 发明内容 0006 根据本发明， 公开一种诊断成像系统， 其包括多个扫描装置。 每个扫描装置包括扫 描硬件、 连接到扫描硬件以便生成表示设置于扫描装置的成。

13、像区域中的对象的原始图像数 据的数据采集系统以及处理原始图像数据以便由此重建图像表示的重建单元。 提供一通信 链路， 其分配由扫描装置之一的数据采集系统生成的原始图像数据的子集， 以便被经由通 信链路连接的扫描装置的重建单元并行处理。 0007 本发明描述一种软件和硬件体系架构， 其允许经由通信链路 ( 例如计算机网络 ) 连接的多个扫描装置利用全部可用的重建资源以便最小化重建时间。 来自每个单个扫描器 装置的重建任务在网络上的所有扫描装置之间分配。以此方式， 一个扫描器的重建单元上 的空闲 CPU 时间可以被在物理上不同的位置处运转的另一个扫描器使用。 0008 在更大的尺度上， 重建单元的。

14、库(pool)可以被扩展到安装在全世界的系统(例如 经由互联网 )。医院中的单个扫描装置可以使用来自安装在世界其他地方的扫描装置的重 建库。本发明的方法使得能够有效地使用它们的数据重建能力。 说 明 书 CN 102164533 A CN 102164536 A2/4 页 5 0009 通过本发明的方法， 变得有吸引力的是将来自网络上的所有扫描器的原始图像数 据传输到中央共享图像数据库以便其被 PACS 系统使用。在每个扫描装置上局部地存储图 像数据的需求以及为此目的提供硬件的需求被消除。 0010 除了如本领域所公知的在供应有每个扫描装置的单个重建单元上运行并行重建 过程 ( 参见上述内容 。

15、) 外， 本发明提议使得图像数据子集和重建过程能够在多个扫描装置 的重建硬件之间分配。在局部尺度上， 安装有多个诊断扫描器 ( 例如 MRI、 CT 或 PET 扫描 器 ) 的医院将受益于每个扫描器能够使用来自网络上可用的所有其他扫描器的重建资源 的可能性。 0011 原始图像数据的子集在远程扫描装置的重建单元之间的分配可以由每个扫描装 置的主计算机经由高速以太网连接和局域网 (LAN) 来管理。由远程重建单元处理过的子集 可以被传回到相同扫描装置或传回到中央图像数据库， 即 PACS 系统。当被传递到 PACS 系 统时， 这些图像可以通过访问 PACS 数据库而在用于检查的扫描器控制台上。

16、被查看。也可以 在有权访问 PACS 系统的任何位置处查看这些图像。 0012 分布式重建和归档功能的管理和配置可以由在扫描装置的主计算机上运行的对 应通信和配置过程来管理。作为替代， 这一功能可以由连接到网络的分离的重建服务器来 实现。 重建服务器可以被用于分配和协调待决的重建工作并且为本发明的诊断成像系统内 的重建单元实施有效的 “负载平衡” 。以此方式可以进一步优化总体重建性能。 0013 本发明不仅涉及诊断成像系统， 而且涉及诊断成像的方法。 根据本发明， 该方法包 括以下步骤 ： 0014 生成表示设置于多个扫描装置之一的成像区域中的对象的原始图像数据， 扫描装 置中的每个包括扫描硬。

17、件、 连接到扫描硬件以便生成原始图像数据的数据采集系统以及用 于处理原始图像数据以便由此重建图像表示的重建单元 ； 0015 将由数据采集系统生成的原始图像数据分解成子集 ； 0016 经由通信链路在多个扫描装置之间分配原始图像数据的子集， 以便被相应的扫描 装置的重建单元并行处理 ； 0017 将经扫描装置的重建单元处理的子集重组成对象的图像表示。 0018 适用于执行本发明的方法的计算机程序可以在任何常用计算机硬件上有利地实 现， 其目前在临床使用中被用于控制医学扫描装置。该计算机程序可以被提供在适当的数 据载体上， 诸如 DVD、 CD-ROM 或磁盘。作为替代， 它也可以由用户从互联网。

18、服务器上下载。 附图说明 0019 随附的附图公开了本发明的优选实施例。但是， 应该理解这些附图被设计成仅用 于图示说明的目的而不是定义对本发明的限制。在附图中 ： 0020 图 1 示出构成本发明含义内的扫描装置的常规 MR 扫描器 ； 0021 图 2 示出根据本发明的诊断成像系统的第一实施例的框图 ； 0022 图 3 示出根据本发明的诊断成像系统的第二实施例的框图。 具体实施方式 0023 参考图 1， 主磁场控制器 10 控制超导或电阻性磁体 12 以便沿着穿过检查区域 14 说 明 书 CN 102164533 A CN 102164536 A3/4 页 6 的 z 轴创建基本均匀。

19、且在时间上恒定的主磁场。磁共振生成和操纵系统施加一系列射频 (RF) 和磁场梯度脉冲以反转或激励磁自旋、 感生磁共振、 重聚焦磁共振、 操纵磁共振、 在空 间或以其他方式对磁共振编码、 使自旋饱和等等， 以生成磁共振成像和频谱分析序列。 0024 更具体地， 梯度脉冲放大器 20 将电流脉冲施加到被选择的单个或成对的整体梯 度线圈 22 以创建沿着检查区域 14 的 x 轴、 y 轴和 z 轴的磁场梯度。数字射频发射器 24 发 射射频脉冲或脉冲群到整体 RF 线圈 26 以将 RF 脉冲发射到检查区域内。典型射频脉冲是 由具有短持续时间的一群紧邻的脉冲段组成的， 这些脉冲段彼此结合并且与任何。

20、施加的梯 度结合在一起以实现被选择的磁共振操纵。这些 RF 脉冲被用于在检查区域的被选择部分 中饱和、 激励共振、 反转磁化、 重聚焦共振或操纵共振。 针对整体应用， 共振信号一般被整体 RF 线圈 26 拾取。 0025 为了生成受试者的有限区域的图像， 局部线圈 ( 未图示 ) 通常被放置成邻近被选 择的区域。例如， 仅用于接收的局部射频线圈可以被用于接收由体线圈 RF 发射所引入的共 振信号。 0026 所得到的射频信号被整体 RF 线圈 26 或其他专用 RF 线圈拾取并且被优选包括前 置放大器 ( 未图示 ) 的接收器 32 解调。 0027 主计算机 40 控制梯度脉冲放大器 20。

21、 和发射器 24 以生成诸如回波平面成像、 回波 体积成像、 梯度和自旋回波成像、 快速自旋回波成像等多个多回波序列中的任一个。 对于被 选择的序列， 接收器32接收紧接着每个RF激励脉冲的多个数据线。 数据采集系统(DAS)42 执行所接收信号的模拟 - 数字转换并且将每个数据线转换成适合于进一步处理的数字格 式。在现代 MRI 扫描器中， DAS 42 是专用于采集原始图像数据的分离的计算机。 0028 最后， 由应用Fourier变换或其他适当重建算法的重建处理器50将数字原始图像 数据重建成图像表示。 该图像可以代表穿过患者的平面切片、 平行平面切片阵列、 三维体积 等等。然后该图像被。

22、存储在主计算机 40 的图像存储器 52 中， 在此它可以被访问以将切片、 投影或图像表示的其他部分转换成用于显示器的适当格式， 该显示器例如为提供所得到的 图像的人工可读显示的视频监视器 56。 0029 参考图 2， 根据本发明的诊断成像系统的第一实施例包括图 1 所示类型的三个 MR 扫描器 60、 70、 80。每个 MR 扫描器 60、 70、 80 的数据采集系统 42 和重建单元 50 被直接连接 到专用高速局域网络 90。例如， 如果扫描器 60 被用于检查患者， 则扫描器 60 的主计算机 40 将其数据采集系统 42 所生成的原始图像数据分解成可以独立处理的子集。同样连接到。

23、 网络90的重建服务器100管理和协调原始图像数据的子集经由网络90在扫描器60、 70、 80 之间的分配， 以便被相应的扫描器 60、 70、 80 的重建单元 50 并行处理。此后， 由扫描器 70 和 80 的重建单元 50 处理过的子集经由网络 90 被传回到扫描器 60 的重建单元 50， 在此经 处理的子集被重组成临床图像数据。这一图像数据被从扫描器 60 经由与专用高速网络 90 分离的常规医院网络 110 发送到医院 PACS 数据库服务器 120， 在此该图像被存储在对应的 患者 ID 下。可以通过访问 PACS 数据库服务器 120 来经由 MR 扫描器 60、 70、 。

24、80 的每个视频 控制台 56 查看这些医学图像。 0030 参考图 3， 仅单个网络 90 被用于连接 MR 扫描器 60、 70、 80 以及重建服务器 100 和 PACS 数据库服务器 120。由扫描器 60、 70、 80 的重建单元 50 处理过的图像数据子集被经由 网络 90 直接传递到中央 PACS 数据库服务器 120。本发明的这一实施例消除了在每个扫描 说 明 书 CN 102164533 A CN 102164536 A4/4 页 7 器 60、 70、 80 处局部地存储图像的需求。扫描器的视频控制台 56 被直接连接到网络 90 以 便使得它们能够访问存储在 PACS 数据库 120 中的图像数据。 说 明 书 CN 102164533 A CN 102164536 A1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102164533 A CN 102164536 A2/2 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102164533 A 。