一种减少运动误差的磁共振测温方法技术

本申请公开了一种减少运动误差的磁共振测温方法，其包括：使用含有i个不同回波时间的梯度回波序列获取目标部位的磁共振影像数据，i为大于或等于2的正整数，所述磁共振影像数据包括与所述回波时间对应的相位图，选取不同时刻的至少两组对应不同回波时间的相位图获得对应所述不同时刻的相位差图或温度差图；使用至少两组对应不同回波时间的相位差图或者温度差图在每个像素处的线性最小二乘拟合将运动引起的相位误差去除；根据所述温度差图获得对应不同时刻的温度图。对应不同时刻的温度图。对应不同时刻的温度图。

A method of magnetic resonance thermometry to reduce motion error

【技术实现步骤摘要】
一种减少运动误差的磁共振测温方法


[0001]本申请涉及医学影像领域，更具体地说，涉及一种减少运动误差的磁共振测温方法。

技术介绍

[0002]磁共振测温可以实现对消融治疗过程中温度的监控，然而心脏的搏动和大脑中脑脊液(Cerebrospinal Fluid，CSF)的运动会导致误差，扫描间运动是基于质子共振频率位移的测温法测量的温度图中的误差产生的原因；脑脊液的大小和相位信号经常通过脑脊液的正常动态运动在脉冲梯度回波序列上导致更改，混淆温度估计；脑脊液运动还可能导致脑室周围的像素移动，从而导致相差图出现错误。为了消除腔体附近因运动导致的温度图像误差，本专利技术提供了一种运动误差的消除方法。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本申请提供了一种减少运动误差的磁共振测温方法。
[0004]一种磁共振测温方法及相关装置，以实现降低最终获得的目标温度图像的误差，提高温度图像的准确性的目的。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种减少运动误差的磁共振测温方法，其包括：
[0006]使用含有i个不同回波时间的梯度回波序列获取目标部位的磁共振影像数据，i为大于或等于2的正整数，所述磁共振影像数据包括与所述回波时间对应的相位图(TE
i
)，
[0007]选取不同时刻的至少两组对应不同回波时间的相位图获得对应所述不同时刻的相位差图或温度差图；
[0008]使用至少两组对应不同回波时间的相位差图或者温度差图在每个像素处的线性最小二乘拟合将运动引起的相位误差去除；
[0009]根据所述温度差图获得对应不同时刻的温度图。
[0010]其中，线性最小二乘拟合得到了相位差图或者温度差图的误差值。
[0011]本专利技术中，基于温度差与相位差成正比计算像素的温度差，即温度差与相位差可以相互转换。
[0012]可选地，本专利技术的方法还包括对所述对应不同回波时间的温度图进行加权处理，得到加权温度图。
[0013]可选地，本专利技术的方法还包括消除磁共振系统的系统误差的步骤，该步骤在相位差图或温度变化图上进行。进一步地，消除磁共振成像系统的系统误差的步骤选取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，进行相位漂移校正。
[0014]第二个方面，本专利技术提供了一种存储介质，存储介质上存储有程序代码，程序代码被执行时实现本专利技术的磁共振测温方法。
[0015]第三个方面，本专利技术提供了一种测温仪，其特征在于，包括：主机、所述主机包含处理器并能够接收磁共振影像数据，所述处理器加载有程序代码，所述程序代码用于执行本专利技术的磁共振测温方法。
[0016]第四个方面，本专利技术提供了一种激光间质热疗仪，其特征在于，包含第三个方面描述的测温仪。
[0017]第四个方面，本专利技术提供了一种磁共振测温系统，包括：
[0018]相位图模块，使用含有i个不同回波时间的梯度回波序列获取目标部位的磁共振影像数据，i为大于或等于2的正整数，所述磁共振影像数据包括与所述回波时间对应的相位图(TE
i
)，
[0019]相位差或温度差生成模块，用于选取不同时刻的至少两组对应不同回波时间的相位图获得对应所述不同时刻的相位差图或温度差图；
[0020]图像校正模块，用于使用至少两组对应不同回波时间的相位差图或者温度差图在每个像素处的线性最小二乘拟合将运动引起的相位误差去除；
[0021]温度图像模块，根据经校准的温度差图获得对应不同时刻的温度图。
附图说明
[0022]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。
[0023]图1为在体环境中获得的幅值、相位图和温度图；
[0024]图2为本申请的一个实施例提供的一种磁共振测温方法的流程示意图；
[0025]图3为本申请的一个实施例提供的体内实验中单个像素的运动误差校正结果；
[0026]图4为本申请的一个实施例提供的体内实验中的狗的代表性温度图；
具体实施方式
[0027]磁共振测温可用于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磁共振测温错误的主要来源之一是运动导致的相位误差。
[0028]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：
[0029][0030]其中，α是随温度变化的质子共振频率系数，本专利技术中取0.008
‑
0.015ppm/℃。受温度影响的水质子的相应共振频率变化可以表示为：
[0031]Δf＝αγB0·
ΔT；
ꢀꢀꢀ
(2)
[0032]其中，ΔT表示温度变化，Δf表示共振频率变化，γ表示旋磁比，B0表示静态磁场强度。
[0033]可以在复杂的磁共振成像的相位中观察到由于温度变化引起的共振频率的变化。对于给定的梯度回波序列的间隔时间TE，可以根据相位差Δφ计算相对温度变化ΔT，该方
程可表示为：
[0034][0035]梯度回波序列，是基于质子共振频率位移的测温法中使用的序列，包括对应不同回波时间的序列，例如可以包括i个回波时间对应的回波序列，i为不小于2的正整数。根据公式(3)可知，梯度回波序列中回波时间越长的序列，相同的温度变化可能导致相位差越大，可以获得更高的温度灵敏度。
[0036]参考图1，示出了现有技术中，使用单一回波时间的回波序列获得的温度图像存在的多种常见问题，体内中通过本申请实施例使用的含有4个不同回波时间的梯度回波序列获得的第一至第四回波的相位(第一行)，使用传统的PRF算法根据每个TE(回波时间)设置计算温度图(第二行)。具体地，由于大脑中脑脊液(Cerebrospinal Fluid，CSF)的运动，扫描间运动是基于质子共振频率位移的测温法测量的温度图中的一个问题。脑脊液的幅值和相位信号经常通过脑脊液的正常动态运动在脉冲梯度回波序列上改变，这可能会混淆温度估计。脑脊液运动还可能导致心室内和周围心室的像素移动，从而导致相差图出现错误。如图1所示，体内温度图显示由于脑脊液运动，第三脑室内的虚假高温。温度误差在较短回波时间的脉冲梯度回波序列上更为明显，因为根据公式(3)，它们对脑脊液流动引入的相移强度的容忍度更小。
[0037]为了消除脑脊液运动导致的误差，本申请实施例提供了一种磁共振测温方法，包括：
[0038]使用含有i个不同回波时间的梯度回波序列获取目标部位的磁共振影像数据，i为大于或等于2的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减少运动误差的磁共振测温方法，其特征在于，包括：使用含有i个不同回波时间的梯度回波序列获取目标部位的磁共振影像数据，i为大于或等于2的正整数，所述磁共振影像数据包括与所述回波时间对应的相位图(TE
i
)，选取不同时刻的至少两组对应不同回波时间的相位图获得对应所述不同时刻的相位差图或温度差图；使用至少两组对应不同回波时间的相位差图或者温度差图在每个像素处的线性最小二乘拟合将运动引起的相位误差去除；根据所述温度差图获得对应不同时刻的温度图。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性最小二乘拟合得到了相位差图或者温度差图的误差值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于温度差与相位差成正比计算像素的温度差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对所述对应不同回波时间的温度图进行加权处理，得到加权温度图。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括消除磁共振系统的系统误差的步骤，该步骤在相位差图或温度变化图上进行。6.根据权利要求5所述的消融计算方法，其特征在于，所述消除磁共振成像系统的系统误差的步骤选取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...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘子异，刘文博，旷雅唯，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：