MR-PET周期运动门控和校正

摘要

在准备采集PET图像数据时，基于生理信号监测构建对象运动模型，并且收集MR数据并将其用于改善PET成像。在PET成像期间也使用生理信号监测，并将所采集的MR数据用于对PET图像采集进行前瞻性或回顾性门控，或用于PET重建中以改善校正/成像。

说明书

本申请尤其适用于对象成像系统，尤其涉及磁共振成像(MRI)和正电子发射断层摄影(PET)。然而，将要认识到，所描述的技术也可以应用于其他成像系统、其他医学情形或其他医学技术中。

在PET和MR扫描期间可能发生几种对象运动，包括可以由导航器探测到的患者的总运动，例如平移和旋转。此外，由于成像速度或采用内置校正的原因，一些形式的成像对运动较不敏感，例如螺旋桨(叶片)成像。还可以将基准用于针对一些类型的运动进行配准和/或重新配准，尤其是在成像会话之间发生位置变化的情况下。

其他系统有助于基于集成系统中的运动探测(例如，非重复性运动)校正PET数据。PET成像与单光子发射计算断层摄影(SPECT)成像一样涉及到注射示踪剂元素，随后通过局部代谢使示踪剂元素集中并对其成像。

成像过程可以耗费数十分钟，在该期间患者可能运动，并且当然有着连续不断的心跳和呼吸。使用运动探测系统对总运动进行成像和监测，以将运动校正/门控构建到PET图像中。然而，这种系统对于串联MR-PET系统不提供运动校正或门控。PET采集期间对象运动的问题在于，运动使得示踪剂累积的明显空间位置变模糊。

可以使MR数据采集与被监测的生理信号同步，以在生理周期的选定阶段或帧中提供停止动作图像。对于心动和呼吸门控的MR数据采集而言尤其是这样。通常假设心脏运动遵循规则的EKG信号。通常从附着于患者的风箱或监测器导出呼吸运动或使呼吸运动与来自风箱或监测器的信号相关联。利用SENSE线圈，常常可以在几次屏息中采集到MR图像。可以使用MR导航器来提供门控/运动信号，不过运动通常比期望的MR图像数据采集时间更快。一系列快照可以提供运动随时间的指示。

又一些系统从诸如CT图像的解剖图像而不是从位移的直接测量值来计算运动场，这增大了计算的开销和处理时间，并且可能在模型和实际患者运动之间有差异。或者，可以采用多幅高速CT图像来构建内插的运动模型，而不是直接监测运动。用于这一目的的CT成像给患者带来额外的X射线辐射剂量，这是不利的。

感兴趣组织(例如肿瘤等)常常与利用这种方法构造的模型具有不同的压力、形变和/或运动特征。在这些情况下，不能不直接测量其位移而对感兴趣组织进行精确建模。

本申请提供了直接测量对象中感兴趣区域的位移的新的改进的PET校正系统和方法，其优点在于，改善了PET图像质量并允许进行补救的和/或实时的图像校正，并且其克服了上述问题及其他问题等。

根据一个方面，一种成像系统包括：MR扫描器，其在生理周期期间扫描对象中的感兴趣区域以生成所述感兴趣区域的图像数据；以及处理器，其将生理周期分成多个帧，将MR图像数据关联到所述生理周期中的对应帧，并重建一系列MR图像以生成所述生理周期期间所述感兴趣区域的运动模型。该系统还包括：PET扫描器，其在所述生理周期的所述帧期间从所述感兴趣区域收集PET数据；以及PET重建处理器，其使用所述运动模型以生成所述生理周期的一个或多个参考帧中的PET图像。

根据另一个方面，一种PET成像方法包括采集对象中感兴趣区域的MR数据；在采集所述MR数据的同时监测所述对象的生理周期；将所采集的MR数据关联到所述生理周期中的多个帧中的每个；以及生成指示相对于每个帧的感兴趣区域运动的所述感兴趣区域的运动模型。该方法还包括：在PET扫描期间在收集PET数据的同时监测所述生理周期；以及在将所述PET数据重建成所述生理周期的选定帧中的经运动校正的PET图像期间采用所述运动模型。

根据又一个方面，一种经生成运动校正的PET图像的方法包括：生成对应于生理周期的多个帧中的每个的磁共振图像，所述多个帧包括参考帧；收集PET数据以生成多个响应线，并监测所述生理周期；以及将每个响应线与所述生理周期的多个帧之一相关联。该方法还包括：根据对应于同一帧的MR图像和对应于参考帧的MR图像之间的感兴趣区域相对运动调节所述参考帧之外的每个响应线的轨迹；以及利用所述参考帧中的感兴趣区域的PET图像重建所述响应线。

另一方面涉及一种被配置为执行存储在存储介质上的可机器执行指令的处理器，所述指令包括：采集对象中所述感兴趣区域的MR图像数据；在MR数据采集期间监测所述对象中的生理周期；将所采集的MR图像数据与所述生理周期中的多个帧之一相关联；以及从所采集的MR数据生成指示每个帧中感兴趣区域的相对位移的运动模型。该指令还包括：在PET扫描期间监测所述对象中的生理信号；以及在所述PET扫描期间采用所述运动模型来推断所述生理周期的每个帧期间所述感兴趣区域的位移。

根据另一个方面，一种成像系统包括：MR扫描器，其在生理周期期间扫描对象中的感兴趣区域以生成所述感兴趣区域的图像和MR数据；以及处理器，其使生理周期期间的运动与针对生理周期的MR图像和运动数据相关，并将运动表征为作为生理周期期间的时间函数的相对于参考位置的位移。该系统还包括：PET扫描器，其在生理周期期间从感兴趣区域收集PET数据；以及PET重建处理器，其使用运动表征来生成生理周期的参考位置处的PET图像。

一个优点是图像质量得到了改善。

另一个优点在于将MR数据与周期性生理信号数据相链接。

在阅读和理解以下详细描述的基础上，本领域的普通技术人员将理解本主题创新的更多优点。

该创新可以具体化成各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤布置。

附图仅仅用于例示各方面，不应被视为限制本发明。

图1图解示出了成像系统的透视图，该成像系统具有PET和磁共振成像能力，并具有监测对象体内生理信号的生命体征监测器(VSM)。图示包括一个VSM，但在备选实施例中可以包括两个分离的VSM，其中优选传感器/引线是公共的；

图2示出了系统的另一个实施例，该系统用于利用从MR扫描生成的运动模型结合由VSM测量的信号参考执行PET图像校正；

图3示出了利用监测的参考信号和MR扫描数据生成运动模型并采用该运动模型进行PET扫描图像数据校正的方法。

这里描述的系统和方法有助于利用MRI来生成正在经历PET或PET-TOF检查的患者的感兴趣区域的模型。如果将模型显示为电影图像，模型会示出在呼吸和/或心动周期和/或其他周期运动期间感兴趣区域的运动。将3D模型的每个位置键入到诸如EKG和/或呼吸监测器或脉冲信号(例如PPG)的生理监测器的输出。通过这种方式，利用感兴趣区域(例如对象体内的器官或结构)的位移的直接测量值生成模型。优选在PET数据采集期间为患者配备相同的生理监测器。或者，可以将公共生理传感器用于提供第二监测器。在探测到每条响应线(LOR)时，记录响应线，连同其探测时间和生理监测器的输出。在图像重建期间，根据MRI生成的模型在位置上校正每条响应线的轨迹。如果在心动或呼吸周期期间感兴趣器官移位但不变形，则校正可以采取线性偏移的形式。如果在该周期期间器官还部分变形，校正可以是非线性的。此外，可以使用MRI模型来对衰减校正做出动态调节或动态地调节散射和杂散辐射消除标准。要认识到，虽然参考PET扫描器描述了这里的各实施例，但也可以使用SPECT成像设备。

参考图1，成像系统10包括组合的PET-MR扫描器，但是也可预期分离的扫描器。MR部分包括设置于低温外壳14中的限定主磁体的主磁体绕组12，该主磁体在磁共振检查区域16中产生静态轴向取向的BX磁场。磁场梯度线圈20、22(图解地示出为支持性线圈架，没有绘示出磁场梯度生成导体)被构造成两个部分，其间为环形间隙，由机械撑条24桥接该间隙，以容纳梯度线圈部分20、22之间的洛伦兹力。磁场梯度线圈可以包括分离的电阻匀场线圈，例如二阶电阻匀场，以便改变主磁场的均匀性。图示的磁共振扫描器是一种膛型扫描器，并包括对象支撑26，其为分离的台面(未示出)提供机械支撑，该台面移动到膛内以在膛的中心轴上或附近支撑对象，例如人类医疗患者。在一些实施例中，可以沿着膛在梯度线圈内部设置大致整体的RF发射/接收线圈28。在图1的实施例中，中央环形间隙没有梯度线圈绕组，但是可能有电流馈送导体(未示出)任选地跨过中央间隙以电连接磁场梯度线圈绕组的两个子组20、22。每个部分20、22包括在线圈架20、22的内部圆柱表面上支撑的主梯度线圈绕组以及在线圈架20、22的外部圆柱表面上支撑的屏蔽梯度线圈绕组，屏蔽梯度线圈绕组任选地还连接设置于中央环形间隙的每个边缘处的导体，该导体电连接主线圈绕组和次级线圈绕组。

系统10还包括在MRI和/或PET扫描期间耦合到对象的生命体征监测器(VSM)18和引线19。根据一个实施例，VSM是监测心动周期的心电图(ECG或EKG)设备。在另一个实施例中，VSM是测量呼吸率或与对象呼吸相关联的其他参数的呼吸监测器。还可以使用VSM来监测脉搏。在另一个实施例中，测量心动和呼吸周期二者。在任何情况下，在对象经历MR数据采集的同时，VSM监测对象中的一个或多个周期事件(例如心跳、呼吸等)，并为MR扫描器探测到的每个k空间数据线打上时间戳并将其与VSM的输出一起记录。

例如，在给定的心跳周期中，可以在心房收缩期间探测一个或多个MRk空间数据线，并照此记录，且标记以相应的时间戳。可以在心室收缩期间探测第二组数据线，并照此记录，且标记以相应的时间戳。通过将k空间数据线与生理事件和时间戳相关联或加以分类，可以生成对应于所监测的生理周期的多个阶段或帧中的每个的完整MR数据集。重建这些数据集生成一系列图像或模型，这一系列图像或模型描绘了在每个生理阶段或帧期间成像区域的解剖结构。要认识到，前述示例在本质上是说明性的，且这里所描述的系统和方法不限于监测心脏或其部分的收缩。

在磁场梯度线圈20、22的环形中央间隙中设置正电子发射断层摄影(PET)探测器30的环形圈或带。以与磁场梯度组件20、22、24的支撑热隔离且振动隔离的方式机械地支撑PET探测器30。在图示的实施例中，安装构件32穿过撑条24中的开口以及低温磁体外壳14中的开口以独立于磁场梯度组件20、22、24支撑PET探测器30的环形圈。这种独立支撑是有利的，因为梯度线圈组件20、22、24通常在工作期间会因为洛伦兹力而扭曲和振动。未图示的一种选择是独立于梯度线圈向磁体的膛安装具有有源或无源振动隔离的PET电子器件。安装构件32连接到的外部支撑(未示出)可以是完全围绕磁共振扫描器的子框架、包含扫描器的房间墙壁上的一组硬点、安装到磁体外部结构的表面的振动隔离等等。

继续参考图1，磁共振扫描器还包括采集电子器件40，其操作磁场梯度线圈20、22和一个或多个射频线圈28以生成和收集k空间数据样本，其被诸如快速傅里叶变换(FFT)重建处理器的重建处理器42处理，以在每个生理阶段或帧中生成一系列2D或3D磁共振图像，该磁共振图像被存储于图像存储器44中、显示于用户界面46上或以其他方式得到利用。采集电子器件40还可以控制供应给用于改变对象内的主磁场均匀性的电阻匀场线圈(未示出)的电流的定时和水平。

由符合探测电子器件50控制PET探测器30以识别和累积指示由PET探测器30的环形圈围绕的检查区域中的正电子-电子湮灭事件的基本符合的511keVγ射线探测事件。尽管在图1中将符合探测电子器件50图示为离散的单元，但可预期将这些电子器件的一部分与探测器30集成。例如，PET探测器30可以是形成于硅衬底上的硅光电倍增管(SiPM)探测器，硅衬底还支撑着模数转换电子器件和时间戳电子器件，从而使得从PET探测器30卸载的数据包括对应于辐射探测事件的带数字时间戳的数字样本，例如以列表格式。

这种实施例中的符合探测电子器件的远端部分包括数字数据处理电子器件，其搜索数字样本的列表，以查找在选定时间窗口之内符合且具有对应于选定能量窗口之内的γ射线的能量的辐射探测事件。基本符合的探测事件限定响应线的端点，沿着该响应线在某处发生产生两个511keVγ射线的起源正电子-电子湮灭事件。还为响应线在探测器30处或在被加载到符合探测电子器件中时标记上生理周期的对应时间。

在一些实施例中，符合探测电子器件50采集飞行时间(TOF)PET数据，其中使用两个基本符合的511keVγ射线探测事件之间的时间差(或没有时间差)来至少近似地沿响应线定位起源正电子-电子湮灭事件。例如，如果时间差为零，那么将起源正电子-电子湮灭事件定位在响应线的大致中点。另一方面，如果时间差大(例如大约500ps)，那么将起源正电子-电子湮灭事件定位成更靠近这两个基本符合的511keVγ射线探测事件中较早事件的探测器。对于PET或TOF-PET数据，重建处理器52执行图像重建过程，例如迭代最大似然性期望最大化重建，以生成PET图像，该PET图像被存储于图像存储器54中，显示于用户界面46上或以其他方式得到利用。

如下所述，根据描绘生理周期的同一阶段或帧的多个2D或3D MR图像或模型改变每个LOR的轨迹或向其中投射每个LOR的图像空间。

可以使用快速MR成像来根据相对于由VSM 18探测的生理信号参考的时间估计运动。在一个实施例中，MR成像目的与诊断成像不同，其关注运动模型构造而不是成像本身。于是，可以进行MR成像权衡，从而针对在足够的空间分辨率的约束下的运动模型构建来优化图像采集时间。例如，生理周期常常具有短时间的一个或多个帧或阶段，以及持续更长时间的一个或多个帧或阶段。根据来自VSM的生理信号及时调节数据采集次序，以确保在每个阶段进行足够的数据采样，同时使过采样最小化。

通常，所监测的变化和/或运动也比PET采集时间更快。在这些情况下，基于(例如相对于)监测的生理信号从MR图像构建患者或对象运动模型是有用的。从采集的MR图像建立对象运动和时间之间相对于生理信号参考的大致关系。使用这一运动模型来校正或选择PET采集间隔，然后校正PET图像，这提供了MR和PET图像之间改善的相关性以及位置数据，以基于MR图像运动模型校正PET图像。根据疾病，考虑到患者的安全，有时在成像的同时对患者进行监测。通常利用呼吸监测器和/或心脏监测器(例如VSM)实现这一目的。还可以将患者监测器用于前瞻性或回顾性门控，以改善成像(例如，采集与患者运动的同步)。即使在未执行医疗监测时，也为MR系统配备获得用于门控的生理信号(例如呼吸、PPG和/或EKG信号)所需的基本硬件。这一硬件未被归入监测系统一类，但为参考和执行这里所描述的各种功能提供有用的信号。

在串联PET-MR系统中，在MR系统中成像的同时可以对重复/周期性患者运动进行时间过程表征和/或建模。然后可以将这一运动建模用于以若干种方式来增强PET成像。例如，在处于MR系统中的同时，通过快速MR成像以及对心脏、脉搏、呼吸或其他生理信号的时间参考存储来执行患者运动表征。然后从MR图像构建出对应于生理信号监测测量值的患者运动的2D或3D模型。在一个实施例中，建立边界和具体器官运动相对于时间的相关性。然后可以使用PET成像期间的连续生理信号监测来选择适当的采集间隔(例如，前瞻性或回顾性门控)以用于运动校正。生理信号监测基于用于从MR数据建立运动模型的相同生理信号类型。尽管以下示例是参考串联PET-MR系统描述的，但也可以将这种方法用于集成系统中或用于插入MR系统中的PET。此外，尽管图1的系统涉及集成的PET-MR系统，也可以结合这里所描述的各方面采用分离的PET和MR设备。

根据一个实施例，将呼吸作为胸腔膨胀加以监测。隔膜和靠近隔膜的诸如肺、肾、肝等器官的运动可能主要发生在头/足方向上。可以利用MR成像基于监测的生理信号构造这一周期上的3D和/或多切片2D模型。可以将MR采集与生理信号同步，将生理信号进行数字化并存储以用于参考，以构建运动相对于时间的模型，其中时间参考生理信号采集中的任意或选定起点(或阶段)。然后通过利用相同的生理条件在时间上配准PET扫描的采集，使用这些数值模型对PET图像进行相应地校正和/或门控，以便获得更好的图像。在开始PET采集时，已经从VSM知道了生理信号时域曲线中的对应点(或相位)。在PET采集期间测量和存储生理信号时间过程(例如，周期帧或相位)。利用所建立的对象运动相对于时间的模型，由此构造并存储周期运动模型，并在PET采集期间采用该周期运动模型对PET数据进行空间校正。为了有效地在时间上配准分离的PET和MR采集，可以使用相关函数或其他方法来确定这两个分离的生理信号流(或时间序列)的最佳对准。

心脏监测和/或门控对于心脏成像也是有用的。可以使用带有门控的MR图像来对周期内的心脏位置进行表征和建模。然后可以使用这一模型来对PET心脏图像进行相应的门控或校正。可以在每个对象的基础上建立MR运动模型。由此在PET扫描之前与生理信号采集并行地执行MR训练或模型构建阶段。

在其他实施例中，VSM包括用于隔膜跟踪的超声设备和/或用于监测简单血压脉搏以进行心脏监测的设备。

在对患者边界的运动尤其感兴趣时，可以采集MR数据集，将该MR数据集门控到感兴趣生理信号的单个阶段。这一数据应当在一个特定阶段提供患者边界的合理快照。这之后可以是一系列快速的前-后(A-P)和左-右(L-R)MR投影，以在生理信号周期的各阶段中沿这两个方向测量患者边界的尺度。然后可以使用运动模型来基于所获得的投影数据针对生理信号的其他阶段扩展和收缩快照图像集的患者边界。可以将A-P和L-R方向中的每个方向中的零相位编码视图的1D变换用于这一目的。

图2示出了系统10的另一个实施例，该系统用于利用从MR扫描生成的运动模型结合由VSM 18测量的信号参考执行PET图像校正。该系统包括可以与PET扫描器72集成或分离的MR扫描器70。要认识到，虽然参考PET扫描器描述了这里的各实施例，但也可以使用SPECT成像设备。VSM、MR扫描器和PET扫描器耦合到存储各种信息的存储器74以及处理器76，该处理器76执行一个或多个机器可执行算法，以用于分析、操作和/或处理存储器74中存储的信息。处理器76为MR和PET扫描期间采集的生理信号打上时间戳，并利用相关函数在时间上配准PET扫描期间采集的生理信号和MR扫描期间采集的生理信号，以对准MR和PET扫描期间采集的生理信号。以数字方式将带时间戳的生理信号和配准存储到存储器74中。

在一个实施例中，存储器74存储与一个或多个监测信号(例如心率、ECG数据、呼吸周期等)相关的对象数据78，以及由MR扫描器和PET扫描器之一或两者生成的图像数据。存储器还存储由处理器从对象数据、MR图像数据和由对象数据生成的时域曲线84生成的一个或多个运动模型82。例如，时域曲线可以包括在心动周期、呼吸周期等中的事件时间线。处理器76包括利用相关函数或其他方法对这两个分离的生理信号集进行时间配准的算法。

PET扫描器72可以采集数据并以“列表模式”存储数据，“列表模式”是可以用于重建的探测事件的选定时间排序的列表。生成时域曲线以包括含有探测器阵列中的事件的时间和位置的数据记录，以便限定时域相邻事件之间的“响应线”。时间戳可以进一步限定正电子的可能源头沿这条线的分布。通过选择在对象处于从生理或其他信号源推定的已知位置或状态时发生的事件来执行门控。通过选择适当的时间间隔来为门控采集选择位置范围。例如，利用被分成10帧的生理信号周期生成的运动模型可以示出，帧3和7对应于较慢运动的时段，因此是生理信号周期期间利用PET扫描器扫描的所需时段。

在采用收集的所有数据的更一般性情况下，可以预计对象的运动。例如，可以直接测量或从模型预计患者的运动，以确定感兴趣区域等的x(t)、y(t)和z(t)。采集的列表模式格式和用于重建的事件选择有助于时间配准对象运动和PET采集。因此，如果选择了参考对象位置(例如，生理周期的参照帧或阶段)，可以随时间利用矢量位移将PET事件移位到参考位置，并最大限度地利用可用数据来构建图像。如果某人选择，他可以使用不同参考位置处的一系列重建并观察运动周期上的PET事件活动。

根据示例，执行隔膜(或肺底部或肝顶表面)附近的一维或平移运动成像。可以由z(t)描述运动，对于所有t，x(t)＝y(t)＝0.0。在本示例中，可以基于模型或测量值及时将“热点”PET事件适当地从列表模式重定位到参考位置。或者，可以基于MR模型在几个帧(例如10个左右)中累积事件。知道了每个帧的平移位置之后，然后可以偏移帧以提供对准的热点合成图像。周期运动校正的一个优点是，与门控研究相比，事件统计的利用得到最大化，而门控研究仅使用了发生于选定帧中的事件的一小部分。

MR扫描器70生成一个或多个导航器序列86，其利用MR信号测量器官或解剖结构的位移。例如，可以采用导航器来对MRI数据采集进行门控(例如，如上所述，在门控包括选择在对象处于已知或推断位置时发生的事件的情况下)。此外，导航器可以测量相对于外部监测器的运动。根据示例，由操作者在患者体内激励敏感体积(例如2cm×2cm×40cm，或一些其他体积)。如果长的尺度在隔膜运动方向上，则信号的1D傅里叶变换示出对象(例如，隔膜)在哪里。导航器序列的每次重复都示出当前位置。如果对边界感兴趣，导数限定边界随时间的变化。在感兴趣区域远离运动的边界(例如，在该示例中为隔膜)时，该模型可以是二维的或三维的。可以优选地取向导航器以遵循最大位移。在其他实施例中，导航器86包括在对象运动时测量感兴趣区域的旋转的旋转导航器。

在对象的运动相对快速或复杂时，MR扫描器可以采用标记部件88，标记部件88生成标记序列以描述器官的运动。例如，可以采用心脏标记序列来描述心脏的运动。心脏标记使用向心脏应用一系列饱和度带的序列。在二维情况下，该序列是饱和度带的正方形网格。饱和度带是在图像中交叉的暗色(例如，没有或最小MR信号的线)。于是成像示出应用标签的时间和读出图像的时间之间的心脏(或其他对象)的变形。由此可以将时间序列帧与这种技术配准。还可以采用这种标记技术来示出肺(尤其是肺的边界)的运动，该序列可以是一维、二维或三维的。该标记部件可以跟踪每个网格位置信号并向其分配矢量位移。通过这种方式，避免了创建运动模型的特殊器官分段方法。可以使用内插或其他方法推断饱和度网格之外的体素的运动。在一个实施例中，MR模型82是逐个像素(或逐个体素)的参数模型，该模型精确地描述每个像素在任何时间的位置和速度。然后可以使用这一参数模型来完成如上所述的运动校正。

MR自旋标记序列将饱和度带编码到组织的所选部分上。使用这一过程可以跟随和测量具体组织的运动。对于复杂运动、无弹性材料等而言，这可能是有利的。在这种情况下，运动表征并不基于来自静态图像的模型，而是所选组织的运动的实际测量值。类似地，可以对光谱学中被激励的所选体素的运动成像以在更小尺度上创建运动模型。这后一种方法可能更适于跟踪由呼吸导致的肝运动。在这两种情况下，都有激励(参考)和读出位置，在这两者之间是随时间演变的运动。这两种方法都允许在组织运动时直接测量受激励区域的位移。可以将这些直接测量值用于校正与采集同时采集和数字化的生理信号中类似时间点的运动。

图3示出了利用监测的参考信号和MR扫描数据生成运动模型并采用该运动模型进行PET(或SPECT)扫描图像数据校正的方法100。在102，利用MR扫描器扫描感兴趣区域(例如，对象中的器官或解剖结构)，并在探测到MR k空间数据线时为它们打上时间戳。同时，在104，在对象体内监测生理信号(例如，心跳、ECG、呼吸等)并将其划分成帧或阶段。例如，可以将诸如完整心跳的心动周期分成若干帧或阶段(例如，2、5、10等)。在106，将带有时间戳的MR数据链接到描述生理信号的周期的时域曲线中的对应帧。例如，如此标记在周期的第一帧期间探测到的MR数据，将第二帧期间探测到的MR数据指示为已经被在第二帧期间探测到，等等。可以重复步骤102、104、106以采集充分多的MR数据来重建与生理信号的每个帧或阶段相关联的图像。在108，根据探测到的MR数据和生理信号生成运动模型。亦即，生成时间相关模型，其具有对应于生理信号周期中不同帧的稍微不同的形状。例如，将来自每个帧的MR数据重建成对应图像。图像提供针对感兴趣区域中的器官和组织结构的位置、形状等的模型。在110，在感兴趣区域上执行PET(或SPECT)扫描，同时监测生理信号。在112，根据所监测的生理信号周期中的当前点或帧推断感兴趣区域的运动。例如，在生理信号前进通过整个周期时，在其中的每个帧，采用MR模型以预测感兴趣区域的变形，然后将其用于校正PET(或SPECT)图像。在另一个实施例中，采用运动模型来识别适当的PET(或SPECT)扫描时段，例如在从MR扫描数据确定的运动最小的信号周期中的帧期间。通过这种方式，该方法有助于校正PET(或SPECT)图像数据中与周期性对象运动相关联的不精确性，这可以改善图像的外观，减少模糊图像表示等。

一种使这种校正可视化的方法是将经重建的PET图像视为对应于成像区域的矩形体素阵列。由于周期运动的原因，感兴趣器官相对于体素阵列运动。如果响应线从不同帧反向投影到体素阵列中，将会发生模糊。

每个帧中的MR图像可以被描述为类似的体素阵列(尽管体素可以更小，以提高精确度)。MR图像可以是1D图像(例如，来自导航器序列)、2D图像或3D图像。如这里所用的，“图像”是指可由计算机读取的图像表示，而不要求将图像转换成人可读的图像加以显示。

为了重建PET参照帧，将参照帧中的每个响应线简单地反向投影到PET体素阵列中。对于在除参照帧之外的帧中收集的每条响应线，查看同一帧的MR图像。通过比较同一帧MR图像中感兴趣器官是如何相对于参照MR帧图像运动的，可以确定需要如何调节响应线的轨迹，以限定通过参照帧中的感兴趣器官的对应轨迹。作为数学性更强的表述，确定一种变换来将通过非参考帧MR图像中的感兴趣器官的LOR的轨迹变换成相对于参考帧MR图像中的感兴趣器官的相同轨迹。相应地调节(变换)响应线并反向投影到PET图像体素阵列中。

已经参考若干实施例描述了该创新。在阅读和理解前面的详细描述的情况下，其他人可以想到修改和变化。意在将本创新解释为包括所有这种修改和变化，只要它们落入所附权利要求或其等价要件的范围之内。