一种磁共振温度成像方法与系统技术方案

本申请公开了磁共振温度成像方法，该方法包括以下步骤：使用至少含有两个不同回波时间的梯度回波序列获得相位图，根据相位图获得对应至少两个不同回波时间的相位差图，获得相位差图的过程中使用至少一个回波时间对应的相位差图作为参考相位差图校准至少一个不同回波时间对应的相位差图；根据相位差图获得对应至少两个不同回波时间的温度差图，所述温度差图获得对应至少两个不同回波时间的温度图；使用对应至少两个不同回波时间的温度图得到加权温度图。权温度图。权温度图。

A method and system of magnetic resonance thermography

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振温度成像方法与系统


[0001]本申请涉及图像处理
，更具体地说，涉及一种磁共振温度成像 方法与系统。

技术介绍

[0002]磁共振温度成像(Magnetic Resonance Temperature Imaging，MRTI)可以 实现无创、实时、在体监测被试物体内部温度分布及变化，在微创和无创热 疗，例如磁共振间质热疗、聚焦超声治疗等治疗的监测过程中具有重要的用 途。
[0003]当前的磁共振温度成像方法之一为基于质子共振频率(Proton ResonanceFrequency，PRF)位移的测温法，在实践过程中发现，基于质子共振频率位 移的测温法受到磁共振线圈磁场均匀性，组织磁化率分布不均匀，呼吸/血流 搏动等引起的组织运动等客观环境因素的影响较大，引起的常见误差包括相 位解包裹误差，磁化率急速变化导致的误差，运动引起的误差等，容易造成 最终获取的温度图与实际温度相差较大的问题，这使得该温度图失去了参考 意义。

技术实现思路

[0004]为解决或缓解上述技术问题中的一项或更多项，本申请提供了一种磁共 振温度成像方法及相关装置，以实现降低最终获得的温度图的误差，提高温 度图的准确性的目的。
[0005]第一个方面，本专利技术提供了一种磁共振温度成像方法，包括以下步骤：
[0006]使用至少含有两个不同回波时间的梯度回波序列获得相位图，根据所述 相位图获得对应至少两个不同回波时间的相位差图，获得所述相位差图的过 程中使用至少一个回波时间对应的相位差图作为参考相位差图校准至少一个 不同回波时间对应的相位差图，
[0007]根据所述相位差图获得对应至少两个不同回波时间的温度差图，
[0008]根据所述温度差图获得对应至少两个不同回波时间的温度图，
[0009]使用所述对应至少两个不同回波时间的温度图得到加权温度图。
[0010]可选地，其中参考相位差图对应的回波时间小于其所校准的相位差图对 应的回波时间。
[0011]进一步地，得到所述相位差图包括获得经校准的相位差图的步骤：
[0012]根据相位差图与回波时间成正比例的关系，基于回波时间和参考相位差 图，计算得到待校准相位差图的估计值；
[0013]使用所述估计值，根据相位周期性对所述待校准相位差图进行解包裹， 得到经校准后相位差图。
[0014]可选地，本专利技术的方法还包括消除磁共振系统引起的相位漂移的步骤。 进一步地，所述消除磁共振系统引起的相位漂移的步骤在相位差图或温度变 化图上进行，具体如
下：选取若干物理温度稳定无变化且组织均匀的区域作 为热参考点，通过从每个相位差图像减去所述热参考点的平均相位差或者温 度变化图中减去所述热参考点的平均温度变化，进行校正。
[0015]可选地，本专利技术的方法还包括磁化率校正的步骤。进一步地，所述磁化 率校正的步骤磁化率校正的步骤在相位差图或温度差图上进行；
[0016]在温度差图上进行磁化率校正的步骤包括：
[0017]根据所述参考相位差图得到第一温度图，根据所述经校准相位差图得到 对应的第二温度图；
[0018]判断所述第二温度图中每个像素对应的温度值与所述第一温度图中相应 像素对应的温度值的差值的绝对值是否超过预设温度阈值，如果是，则对所 述第二温度图中相应像素对应的温度值进行校正；
[0019]在相位差图上进行磁化率校正的步骤包括：
[0020]判断所述经校准相位差图中每个像素对应的相位差值与所述参考相位差 图中相应像素对应的相位差值的差值绝对值是否超过预设相位差阈值，如果 是，则对经校准相位差图中相应像素对应的相位差进行校正。
[0021]可选地，本专利技术的方法还包括校正运动引起的相位误差的步骤。进一步 地所述校正运动引起的相位误差的步骤在相位差图或温度差图上进行；
[0022]在相位差图上进行的校正运动引起的相位误差的步骤包括：
[0023]在相位差图的每个像素处用线性最小二乘拟合将运动引起的相位误差去 除；
[0024]在温度差图上进行的校正运动引起的相位误差的步骤包括：
[0025]在温度差图的每个像素处用线性最小二乘拟合将运动引起的误差去除。
[0026]以上可选的消除磁共振系统引起的相位漂移的步骤，校正磁化率引起的 误差的步骤，校正运动引起的相位误差的步骤单独、部分或者全部选择作为 本专利技术的消融计算方法的一部分的方案都属于本
技术实现思路
的范围。
[0027]本专利技术的第二方面提供了一种磁共振温度成像系统，其包括：存储器和 处理器；
[0028]所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，所 述程序代码用于执行本专利技术的磁共振温度成像方法。
[0029]进一步的，所述磁共振温度成像方法并非追溯性算法或迭代算法，运算 量较小，可提供几乎实时的温度图，具有较高的参考意义。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0031]图1为在离体和在体环境中获得的幅值、相位图和温度图；
[0032]图2为本申请的一个实施例提供的一种磁共振温度成像方法的流程示意 图；
[0033]图3为本申请的一个实施例提供的获取的相位图、相位差图和温度图；
[0034]图4为本申请的另一个实施例提供的一种磁共振温度成像方法的流程示 意图；
[0035]图5为本申请的一个实施例提供的实验装置示意图；
[0036]图6为本申请的一个实施例提供的离体猪肉实验的激光诱导热疗法温度 图的局部放大；
[0037]图7为本申请的一个实施例提供的在组织模拟物(图7(a))或离体猪肉 (图7(b))实验期间，温度随时间的变化示意图；
[0038]图8为本申请的一个实施例提供的体内实验中的狗01的代表性温度图；
具体实施方式
[0039]磁共振温度成像可以引导多种能量输送型治疗手段，例如激光间质热疗、 聚焦超声治疗、射频消融等，监控目标组织温度和治疗效果。专利技术人通过研 究发现获取的温度图中错误的主要来源是相位解包裹错位导致的相位误差、 磁化率误差和运动导致的相位误差。随着输入能量剂量的改变，磁化率畸变 会导致图像振幅减小以及图像相位中的相应误差，从而破坏加热中心及其周 围的重建温度图。重建温度图的错误可能会导致消融区域的估计错误，从而 可能导致治疗效果的变化以及对关键组织的热损伤。因此，准确的温度成像 对于治疗的有效性和安全性至关重要，尤其是应用于脑组织的消融区域时。
[0040]基于质子共振频率位移的测温法基于以下原理：氢质子的共振频率随水 分子中的温度而变化。对于含水组织，局部磁场随温度的变化可描述为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁共振温度成像方法，其特征在于，包括以下步骤：使用至少含有两个不同回波时间的梯度回波序列获得相位图，根据所述相位图获得对应至少两个不同回波时间的相位差图，获得所述相位差图的过程中使用至少一个回波时间对应的相位差图作为参考相位差图校准至少一个不同回波时间对应的相位差图，根据所述相位差图获得对应至少两个不同回波时间的温度差图，根据所述温度差图获得对应至少两个不同回波时间的温度图，使用所述对应至少两个不同回波时间的温度图得到加权温度图。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考相位差图对应的回波时间小于其所校准的相位差图对应的回波时间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到所述相位差图包括获得经校准的相位差图的步骤：根据相位差图与回波时间成正比例的关系，基于回波时间和参考相位差图，计算得到待校准相位差图的估计值；使用所述估计值，根据相位周期性对所述待校准相位差图进行解包裹，得到经校准后相位差图。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括消除磁共振系统引起的相位漂移的步骤。5.根据权利要求4所述的消融计算方法，其特征在于，所述消除磁共振系统引起的相位漂移的步骤在相位差图或温度变化图上进行，具体如下：选取若干物理温度稳定无变化且组织均匀的区域作为热参考点，通过从每个相位差图像减去所述热参考点的平均相位差或者温度变化图中减去所述热参考点的平均温度变化，进行校正。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，还包括磁化率校正的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷雅唯，潘子异，刘文博，韩萌，
申请(专利权)人：华科精准北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：