基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法和系统技术方案

一种基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法和系统，包括如下步骤：获取利用二维自旋回波序列同时施加聚焦超声所采集得到的图像；将图像中对像组织分为感兴趣区域和参考区域；分离出所述参考区域的组织相位图；对所述参考区域的组织相位图进行多项式模型拟合，求得多项式系数；利用所述多项式系数，进行内插，计算得所述感兴趣区域中组织的基线相位图；从采集图像中获取所述感兴趣区域的组织相位图；获得所述感兴趣区域组织的相位差；利用所述感兴趣区域组织的相位差得到所述感兴趣区域组织的位移。本发明专利技术对组织运动不敏感，能减小涡流及场不均匀引起误差，只需采集一次图像就可测量相位差，从而获得组织位移变化，加快了组织位移测量速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振引导高强度聚焦超声领域，特别是涉及一种基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法和系统。
技术介绍
声辐射力(acousticradiationforceimpulse，ARFI)是声波在物质内部传播过程产生的现象，当声波频率达到兆赫兹级别，即超声波时，声波在传播物质内部可产生两种现象：一、在声波传播方向产生动量交换，二、发热。其中动量交换可产生一个作用力，推动传播物质产生一定位移。该位移可反应声传播物质侧部的弹性硬度，测量该位移有几种不同方法。常规超声成像技术可测得该位移，这一技术已广泛应用于各种组织弹性硬度研究；近年来发展的磁共振超声辐射力成像技术(MR－ARFI)被应用于评价组织弹性。磁共振声辐射力成像技术在2008年由McDannold等人(McDannoldN,MaierSE,Magneticresonanceacousticradiationforceimaging,MedPhys,2008,35(8):3748-58)提出，该方法的理论为在高强度聚焦超声的作用下，焦点处的物质在声辐射力作用下会在声波传播方向产生几微米位移，结合磁共振成像技术可以测得该位移。2010年JingChen等人(KayeEA，ChenJ，PaulyKB，RapidMR-ARFImethodforfocalspotlocalizationduringfocusedultrasoundtherapy，MAGNETIC<br>RESONANCEINMEDICINE2011,65(3):738-743)提出在磁共振成像中，通过声辐射力测量位移变化。同时，利用优化的编码梯度(即使用一对双极性编码梯度)对组织运动伪影进行校正，同时采集背景基线相位图进行了背景场漂校正，提高了位移测量的精确性。为了节约扫描时间，E.A.Kaye等人在之前研究基础上发展了一种基于单次激发(single-shot)平面回波成像(Echo-planarimaging，EPI)的MR-ARFI技术，可以快速获得焦点位移图。而V.Auboiroux等人则采用一种分段的(gradientecho-echoplanarimaging)GRE-EPI序列加速采集速度，在快速定位焦点的同时还实现了温度测量。McDannold等人提出的就磁共振声辐射力成像技术的聚焦超声焦点测量方法，运用的是自旋回波序列，采集图像速度较慢。该方法使用一对单极性运动编码梯度，在相位图中会产生一些未知的伪影，影响焦点位置测量的准确性。JingChen等人采用一对双极性运动编码梯度，有效的校正了相位图中涡流产生的相位伪影，但是依然使用了自旋回波序列，图像采集速度慢。尽管，其他研究者为了提高图像采集速度使用了平面回波成像(Echo-planarimaging，EPI)成像技术，但还是需要扫描两次序列，可能会出现图像失配准的情况，引起较大的测量误差。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种基于磁共振声辐射力成像技术的、无参考的、快速的组织位移测量方法和系统。一种基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法，其特征在于，包括如下步骤：获取利用二维自旋回波序列同时施加聚焦超声所采集得到的图像；将所述图像中包含对像组织的图像区域分为感兴趣区域和参考区域；分离出所述参考区域的组织相位图；对所述参考区域的组织相位图进行多项式模型拟合，求得多项式系数；利用所述多项式系数，进行内插，计算得到所述感兴趣区域中组织的基线相位图；从所述图像中获取所述感兴趣区域的组织相位图；根据所述感兴趣区域的组织相位图和所述基线相位图，获得所述感兴趣区域组织的相位差；利用所述感兴趣区域组织的相位差得到所述感兴趣区域组织的位移。在其中一个实施例中，利用所述二维自旋回波序列，施加一对双极性运动编码梯度，施加双极性运动编码梯度同时还施加聚焦超声波。在其中一个实施例中，所述一对双极性运动编码梯度为重复性的双极性。在其中一个实施例中，所述一对双极性运动编码梯度为反向型的双极性运动编码梯度。在其中一个实施例中，利用所述聚焦超声波与二维自旋回波序列180°回聚脉冲前后的一个运动编码梯度同时施加，采集获得组织相位图。在其中一个实施例中，所述感兴趣区域组织的位移按照下述公式(1)计算：其中，△d代表运动的位移，△φ代表相位差，γ代表旋磁比，Ge代表运动编码梯度的幅值，δ代表运动编码梯度的宽度。在其中一个实施例中，所述感兴趣区域为圆形。在其中一个实施例中，所述参考区域包围所述感兴趣区域。在其中一个实施例中，所述参考区域为圆环状。在其中一个实施例中，所述感兴趣区域组织的相位差由所述感兴趣区域的组织相位图减去所述感兴趣区域中组织的基线相位图求得。在其中一个实施例中，所述感兴趣区域组织的位移与所述感兴趣区域组织的相位差呈线性关系。一种基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量系统，包括：数据提取模块，用于采集利用二维自旋回波序列同时施加聚焦超声得到的图像；区分模块，用于将所述图像中对像组织分为感兴趣区域和参考区域；分离模块，用于分离出所述参考区域的组织相位图；求取模块，用于对所述参考区域的组织相位图进行多项式模型拟合，求得多项式系数；第一计算模块，用于利用所述多项式系数，进行内插，计算得到所述感兴趣区域中组织的基线相位图；获取模块，用于从所述图像中获取所述感兴趣区域的组织相位图；处理模块，用于根据所述感兴趣区域组织的相位图和所述基线相位图，获得感兴趣区域组织的相位差；第二计算模块，用于利用所述感兴趣区域组织的相位差，得到所述感兴趣区域组织的位移。上述基于磁共振声辐射力成像的聚焦超声焦点测量方法，本专利技术是一种无参考的相位对比技术，对组织运动伪影不敏感，可有效地减小涡流及场不均匀性引起的测量误差，并且只需要采集一次图像就可测量相位差，提高了图像采集的速度。附图说明图1为本专利技术一个实施例中基于磁共振声辐射力成像的焦点测量方法的流程图；图2为本专利技术一个实施例中施加的自旋回波序列图；图3为本专利技术一个实施例中组织中感兴趣区域和参考区域的划分示意图；图4为本专利技术一个实施例中基于磁共振声辐射力成像的焦点测量系统的结构示意图。具体实施方式如图1和图2所示，一种基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法，具体步骤如下：在步骤S100中，获取利用二维自旋回波序列同时施加聚焦超声所采集得到的图像。优选地，利用上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法，其特征在于，包括如下步骤：获取利用二维自旋回波序列同时施加聚焦超声所采集得到的图像；将所述图像中包含对像组织的图像区域分为感兴趣区域和参考区域；分离出所述参考区域的组织相位图；对所述参考区域的组织相位图进行多项式模型拟合，求得多项式系数；利用所述多项式系数，进行内插，计算得到所述感兴趣区域中组织的基线相位图；从所述图像中获取所述感兴趣区域的组织相位图；根据所述感兴趣区域的组织相位图和所述基线相位图，获得所述感兴趣区域组织的相位差；利用所述感兴趣区域组织的相位差，得到所述感兴趣区域组织的位移。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法，其特征在于，包括
如下步骤：
获取利用二维自旋回波序列同时施加聚焦超声所采集得到的图像；
将所述图像中包含对像组织的图像区域分为感兴趣区域和参考区域；
分离出所述参考区域的组织相位图；
对所述参考区域的组织相位图进行多项式模型拟合，求得多项式系数；
利用所述多项式系数，进行内插，计算得到所述感兴趣区域中组织的基线
相位图；
从所述图像中获取所述感兴趣区域的组织相位图；
根据所述感兴趣区域的组织相位图和所述基线相位图，获得所述感兴趣区
域组织的相位差；
利用所述感兴趣区域组织的相位差，得到所述感兴趣区域组织的位移。
2.根据权利要求1所述的基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法，
其特征在于，利用所述二维自旋回波序列，施加一对双极性运动编码梯度，施
加双极性运动编码梯度同时还施加聚焦超声波。
3.根据权利要求2所述的基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法，
其特征在于，所述感兴趣区域组织的位移按照下述公式(1)计算：
Δd = Δφ 2 γGeδ - - - ( 1 ) ]]>其中，△d代表运动的位移，△φ代表相位差，γ代表旋磁比，Ge代表运动编
码梯度的幅值，δ代表运动编码梯度的宽度。
4.根据权利要求2所述的基于磁共振声辐射力成像的组织位移测量方法，
其特征在于，所述一对双极性运动编码梯度为反向型的双极性运动编码梯度、
或者重复性的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，刘新，帖长军，邹超，文剑洪，钟耀祖，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44