利用磁共振声辐射力成像所测量的温度和位移的同时测量的改进制造技术

在磁共振声辐射力成像(MR‑ARFI)中，MR成像设备(10)执行包括具有位移的相反编码的连续的MR动态的梯度回波成像以生成包括具有相反位移编码的连续的图像帧的对象的MR‑ARFI数据。超声设备(12)在梯度回波成像期间向所述对象应用超声处理。电子处理器(22)执行被应用到MR‑ARFI数据的图像帧处的图像元素的MR‑ARFI数据处理。将针对所述图像帧处的所述图像元素的位移计算(30)为与所述图像帧中的所述图像元素与具有相反位移编码的随后或者先前的图像帧中的所述图像元素之间的相位差成比例。所计算的位移针对所述图像帧与随后或者先前的图像帧之间的温度改变来校正(32)。温度改变使用MR‑ARFI数据来确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用磁共振声辐射力成像所测量的温度和位移的同时测量的改进
以下总体上涉及医学超声领域、医学领域、声辐射力成像领域和相关领域。
技术介绍
磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)被用于对在医学超声检查或医学超声治疗流程期间在组织中所生成的声辐射力进行成像。在MR-ARFI中，要成像的超声脉冲在通过运动编码磁场梯度的磁共振(MR)成像设备的并发应用期间施加以便监测由这些超声脉冲引起的位移。该位移与局部声强度成比例，并且提供治疗波束形状的实时成像测量结果。通过非限制性图示，MR-ARFI适用于各种治疗超声流程，诸如高强度聚焦超声(HIFU)医学流程。例如，MR-ARFI成像可以被用于在HIFU测试脉冲期间将焦点可视化，或者在MR-HIFU处置之前评估HIFU波束的重新聚焦。已经设计梯度回波(GRE)和自旋回波(SE)序列类型的MR-ARFI序列。对于这些序列中的每个，这些位移通过运动编码梯度编码为相位变化。为了将由于位移的相位变化与相位变化的其他源(诸如磁场均匀性和/或温度)分离，已知方法是应用被标记n和n-1的两个连续的MR动态(或图像帧)，位移的相反编码被使用在两个图像帧中。存在不同的方法来生成位移的该相反编码。一个已知方法需要反转每个动态的运动编码梯度的极性。结果，两个连续的动态之间的相位的差φn–φn-1与根据以下等式的位移Dn成比例：在等式(1)中，γ表示旋磁比(42.58MHz/T)，B0表示磁场强度(例如，在非限制性说明性范例中的1特斯拉)，GA表示运动编码梯度的幅度(例如，在非限制性说明性范例中的1ms)，GD表示运动编码梯度的持续时间(例如，在非限制性说明性范例中的30mT/m)，并且Sn表示编码的极性(对于奇数动态n＝2k+1，Sn＝1，并且对于偶数动态n＝2k，Sn＝-1)。如果绝对位移幅度不是感兴趣的(例如，当使用MR-ARFI成像将聚焦HIFU波束的空间位置可视化时)，则等式(1)可以被写作比例性表达式：MR-ARFI的GRE序列实施方式提供额外的优点，即提供温度的同时监测。这具有具体值，因为超声脉冲可以产生局部化组织加热。质子共振频率等式说明温度增加Tn与相位变化成比例，如下文所阐述的：在等式(2)中，α对应于化学位移(例如，在非限制性范例中的0.0094ppm/℃)，并且TE表示GRE序列的回波时间(即，针对回波的时间(time-to-echo))，在一些非限制性范例中等于30ms。以下公开了一种新的和经改进的系统和方法。
技术实现思路
在一个所公开的方面中，公开了一种磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)装置。磁共振(MR)成像设备被配置为执行包括具有位移的相反编码的连续的MR动态的梯度回波(GRE)成像以生成对象的MRARFI数据，其中，MR-AFRI数据包括具有位移的相反编码的连续的图像帧。超声设备被配置为在GRE成像期间的超声处理时间间隔内向所述对象应用超声处理。电子处理器被编程为执行被应用到MR-AFRI数据的图像帧处的图像元素的MR-ARFI数据处理方法，包括：将针对所述图像帧处的所述图像元素的位移计算为与所述图像帧中的所述图像元素的相位与具有位移的相反编码的随后或者先前的图像帧中的所述图像元素的相位之间的差成比例；并且针对所述图像帧与随后或者先前的图像帧之间的图像元素的温度改变来校正所计算的位移，以生成针对所述图像帧处的所述图像元素的经温度校正的位移，其中，所述温度改变使用MR-AFRI数据来确定。在另一所公开的方面中，非瞬态存储介质存储指令，所述指令可由电子处理器读取并执行以执行磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)方法，所述磁共振声辐射力成像方法在超声处理时间间隔内对对象的超声处理期间采集的对象的MR-AFRI数据上操作，所述MR-AFRI数据包括具有位移的相反编码的连续的图像帧。MR-ARFI方法包括根据图像帧处的所述图像元素的相位和具有位移的相反编码的随后或者先前的图像帧处的所述图像元素的相位来计算MR-AFRI数据的图像帧处的图像元素的经温度校正的位移。针对以下项中的至少一项重复所述计算：(1)图像帧的所有图像元素，以生成经温度校正的位移图像；和(2)所述MR-AFRI数据的邻近的多个图像帧，以生成针对所述图像元素的经温度校正的位移对时间的分布。在另一所公开的方面中，一种磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)方法包括：使用磁共振(MR)成像设备执行梯度回波(GRE)成像以采集对象的MRARFI数据，其中，MR-AFRI数据包括具有位移的相反编码的连续的图像帧，并且使用超声设备在GRE成像期间的超声处理时间间隔内向所述对象应用超声处理。使用电子处理器，针对所述MRARFI数据的图像帧处的图像元素：(i)位移被计算为与图像帧中的相位与具有位移的相反编码的随后或者先前的图像帧中的相位之间的差成比例，并且(ii)所计算的位移针对图像帧与随后或者先前的图像帧之间的温度改变来校正，其中，所述温度改变是使用MRAFRI数据来确定的。一个优点在于通过磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)提供更精确的位移测量结果。另一优点在于通过MR-ARFI提供更准确的位移测量结果。另一优点在于通过具有减少的振荡伪影的MR-ARFI提供位移测量结果。另一优点在于通过具有减少的伪影的MR-ARFI提供位移测量结果。给定实施例可以不提供前述优点，提供前述优点中的一个、两个、更多或全部，和/或可以提供其他优点，如对于本领域的普通技术人员在阅读并理解本公开之后将变得显而易见的。附图说明本专利技术可以采取各种部件和部件的布置的形式，并且可以采取各种步骤和各步骤安排的形式。附图仅出于图示优选的实施例的目的而不应被解释为对本专利技术的限制。图1图解地图示了MR-ARFI设备；并且图2-15呈现了如本文所描述的MR-ARFI数据。具体实施方式参考图1，结合超声设备12由磁共振(MR)成像设备10执行磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)。MR成像设备10包括壳体12，壳体12定义膛或其他检查区域14，医学患者或其他对象被放置在所述膛或其他检查区域中(例如，使用说明性患者卧榻16)以进行MR成像。MR成像设备10包括在图1中未示出的各种部件，诸如操作于在检查区域14中生成静(B0)磁场的MR磁体、将磁场梯度叠加在B0场上的磁场梯度线圈，以及操作于激励并且检测对象中的磁共振的一个或多个射频(RF)线圈和/或线圈阵列。MR成像设备10可以例如包括从KoninklijkePhilipsN.V.(Eindhoven,theNetherlands)可用的IngeniaTM1.5特斯拉或3.0特斯拉成像系统。超声设备12包括超声探头18或者与其连接并且操作于驱动超声探头18的超声换能器或者换能器阵列(未示出)在超声处理时间间隔内向对象应用超声处理。每个超声处理可以例如采用射频(例如MHz)超声脉冲突发。MR成像设备10由MR控制器20控制，MR控制器20包括电子处理器和非瞬态存储介质，例如由说明性计算机22和/或由一个或多个专用MR控制电子处理器和/或专用非瞬态存储介质(未示出)实现的。MR控制器操作MR成像设备10以运行用于激励、空间编码并且读出MR数据的所选择的MR序列。MR控制器20包括用于显示MR图像或者由MR成像设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振声辐射力成像(MR‑ARFI)装置，包括：磁共振(MR)成像设备(10)，其被配置为执行包括具有位移的相反编码的连续的MR动态的梯度回波(GRE)成像以生成对象的MR‑ARFI数据，在所述MR‑ARFI数据中，所述MR‑AFRI数据包括具有位移的相反编码的连续的图像帧；超声设备(12)，其被配置为在所述GRE成像期间的超声处理时间间隔内向所述对象应用超声处理；以及电子处理器(22)，其被编程为执行被应用到所述MR‑AFRI数据的图像帧处的图像元素的MR‑ARFI数据处理方法，所述MR‑ARFI数据处理方法包括：将针对所述图像帧处的所述图像元素的位移计算(30)为与所述图像帧中的所述图像元素的相位与具有位移的相反编码的随后的图像帧或者先前的图像帧中的所述图像元素的相位之间的差成比例，并且针对所述图像帧与所述随后的图像帧或者所述先前的图像帧之间的所述图像元素的温度改变来校正(32)所计算的位移，以生成针对所述图像帧处的所述图像元素的经温度校正的位移，其中，所述温度改变是使用所述MR‑AFRI数据来确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 US 62/403,8121.一种磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)装置，包括：磁共振(MR)成像设备(10)，其被配置为执行包括具有位移的相反编码的连续的MR动态的梯度回波(GRE)成像以生成对象的MR-ARFI数据，在所述MR-ARFI数据中，所述MR-AFRI数据包括具有位移的相反编码的连续的图像帧；超声设备(12)，其被配置为在所述GRE成像期间的超声处理时间间隔内向所述对象应用超声处理；以及电子处理器(22)，其被编程为执行被应用到所述MR-AFRI数据的图像帧处的图像元素的MR-ARFI数据处理方法，所述MR-ARFI数据处理方法包括：将针对所述图像帧处的所述图像元素的位移计算(30)为与所述图像帧中的所述图像元素的相位与具有位移的相反编码的随后的图像帧或者先前的图像帧中的所述图像元素的相位之间的差成比例，并且针对所述图像帧与所述随后的图像帧或者所述先前的图像帧之间的所述图像元素的温度改变来校正(32)所计算的位移，以生成针对所述图像帧处的所述图像元素的经温度校正的位移，其中，所述温度改变是使用所述MR-AFRI数据来确定的。2.根据权利要求1所述的MR_ARFI装置，其中，计算所述校正(32)包括：根据所述MR-AFRI来数值地估计针对所述图像帧处的所述图像元素的温度导数；并且使用所述温度导数来校正所计算的位移以生成针对所述图像帧处的所述图像元素的所述经温度校正的位移。3.根据权利要求2所述的MR-ARFI装置，其中，所述校正(32)还包括：根据所述MR-AFRI数据来生成针对所述图像元素的温度对图像帧的曲线；并且使用所述温度对图像帧的曲线来执行对针对所述图像帧处的所述图像元素的所述温度导数的数值估计。4.根据权利要求3所述的MR-ARFI装置，其中，所述校正(32)还包括：在所述超声处理时间间隔的开始时间和停止时间处，使用内插将所述温度对图像帧的曲线进行平滑；其中，经平滑的温度对图像帧的曲线被用于对针对所述图像帧处的所述图像元素的所述温度导数的所述数值估计中。5.根据权利要求1所述的MR_ARFI装置，其中，校正(32)包括：使用以下项中的至少两项的组合针对所述图像帧与所述随后的图像帧或者所述先前的图像帧之间的所述温度改变来校正所计算的位移：(I)针对所述图像帧处的所述图像元素的所计算的位移、(II)针对所述随后的图像帧处的所述图像元素的所计算的位移、以及(III)针对所述先前的图像帧处的所述图像元素的所计算的位移。6.根据权利要求5所述的MR_ARFI装置，其中，所述校正(32)使用包括总和Dn+1+2Dn+Dn-1的组合，其中，Dn是针对所述图像帧处的所述图像元素的所计算的位移，Dn+1是针对所述随后的图像帧处的所述图像元素的所计算的位移，并且Dn-1是针对所述先前的图像帧处的所述图像元素的所计算的位移。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的MR_ARFI装置，其中，所述MR-AFRI数据处理方法还包括生成针对显示的图像帧的经温度校正的位移图像(40)，所述经温度校正的位移图像包括针对所述显示的图像帧处的所述图像元素的所述经温度校正的位移。8.根据权利要求1-6中的任一项所述的MR_ARFI装置，其中，所述MR-AFRI数据处理方法还包括生成针对显示的图像元素的经温度校正的位移对时间的分布(42)，所述经温度校正的位移对时间的分布包括对着图像帧绘制的针对所述显示的图像元素的所述经温度校正的位移。9.根据权利要求7-8中的任一项所述的MR_ARFI装置，还包括：显示器(24)，所述显示器由所述电子处理器(22)操作以显示所述经温度校正的位移图像(40)或者所述经温度校正的位移对时间的分布(42)。10.一种存储指令的非瞬态存储介质，所述指令能够由电子处理器(22)读取并运行，以执行磁共振声辐射力成像(MR-ARFI)方法，所述磁共振声辐射力成像方法在超声处理时间间隔内对对象的超声处理期间采集的所述对象的MR-AFRI数据上操作，所述MR-AFRI数据包括具有位移的相反编码的连续的图像帧，所述MR-ARFI方法包括：根据所述MR-AFRI数据的图像帧处的图像元素的相位和具有位移的相反编码的随后的图像帧或者先前的图像帧处的所述图像元素的相位来计算(30、32)针对所述图像帧处的所述图像元素的经温度校正的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·穆热诺，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL