一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法：通过多梯度回波磁共振序列采集加热前和加热中的磁共振信号，同时保留每个回波的相位图和幅度图；根据加热前和加热中不同回波的相位图，计算相位图上每个像素点加热前后的温度变化

【技术实现步骤摘要】
一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法
本专利技术涉及磁共振成像技术，特别涉及一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法。
技术介绍
实时磁共振温度成像可以实现对人体组织无创、快速、准确的温度测量，主要应用于肿瘤组织热消融等微创手术的实时温度检测，判断温度是否达到理想值以及温度空间分布，从而帮助判别微创手术效果以及预警局部温度过高等术中危险。梯度回波磁共振序列(GRE，或其他变形序列)是磁共振温度成像方法的主流技术，主要用于基于质子共振频率偏移(PRF,protonresonancefrequency)的磁共振温度成像。质子共振频率偏移磁共振温度成像，因为有较好的时空分辨率、高场下较高的灵敏度和准确度、以及对较高温度的近线性敏感，是目前磁共振温度成像的主流成像技术。该方法主要通过梯度回波磁共振序列采集空间相位图像，并分别在加热前和加热中采集相位图，通过计算相位图之间的差异(简称相位差图)，从而计算得到温度图像。如公开号为CN102258362A的中国专利公开了一种减少磁共振温度测量误差的方法，用于磁共振成像监控的高强度聚焦超声设备，该方法包括：在高强度聚焦超声设备对加热区域进行加热之前，获取一幅磁共振相位图，作为参考像；在高强度聚焦超声设备加热中或加热之后，获取另一幅磁共振相位图，作为加热像；根据所述加热像和参考像计算加热区域的温度变化；该方法还包括：测量所述高强度聚焦超声设备的超声换能器位置变化所引起的磁场变化，并根据所述磁场变化对所述温度变化进行补偿。如公开号为CN107468251A的中国专利公开了一种低场磁共振温度成像相位漂移的校正方法，应用于监测加热区域的面积和准确的温度变化值，该方法包括：在微波消融仪对目标区域进行消融前，使用GRE序列或SPGR序列采集一幅磁共振图像，作为参考图像；在MW消融时或消融后采集另一幅磁共振图像，作为加热图像；在加热图像中选取模拟的加热区域和未加热区域；根据所述未加热区域的相位漂移使用加权最小二乘法的一阶多项式模型拟合出加热区域内非温度变化引起的相位变化；根据所述相位差值计算出温度差值；根据所述相位差图和温度差图得到加热区域的面积。近年来，多梯度回波磁共振序列(传统序列为单回波)被引入磁共振温度成像，通过收集多个回波的相位图，从而一定程度提高了磁共振温度成像的准确度。基于相位方法的磁共振温度成像主要弊端在于，相位差图同时受非温度因素的影响，例如主磁场的偏移等，存在一定的测量偏差风险。同时，多梯度回波磁共振序列可以同时得到相位图和幅度图，而传统磁共振温度成像往往舍弃幅度图，仅仅使用相位图，没有完全利用幅度图中的温度信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法，通过对多梯度回波磁共振温度成像中幅度图和相位图的同步使用，从而实现双模态温度成像，进一步提高磁共振温度成像的准确率。本专利技术提供如下技术方案：一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法，所述方法包括以下步骤：(1)通过多梯度回波磁共振序列采集加热前和加热中的磁共振信号，同时保留每个回波的相位图和幅度图；(2)根据加热前和加热中不同回波的相位图，计算相位图上每个像素点加热前后的温度变化(3)根据加热中不同回波的幅度图，计算每个像素点TE为0时的信号强度M；(4)根据加热前的幅度图的信号强度和步骤(3)中的信号强度M计算每个像素点基于幅度值的温度变化ΔT(M)；(5)根据步骤(2)中的和步骤(4)中的判断每个像素点的最终温度变化ΔT或发出错误警告。在步骤(1)中，在加热之前，扫描多梯度回波磁共振序列5–10帧，回波个数为N，N≥2；将加热前多梯度回波磁共振序列扫描所得的每个回波的相位图和幅度图平均，作为加热前的每个回波的相位图和幅度图。优选的，在步骤(1)中，序列重复时间(TR)应该尽量长，例如大于200ms，翻转角应该尽量小，例如小于5度，从而消除T1效应。优选的，在步骤(1)中，如果采用两个回波，第一个回波时间应该尽量短，例如2ms以内，第二个回波时间应该尽量接近于时间常数T2*，从而提高步骤(3)的信号强度M的估计准确度。在步骤(2)中，计算相位图上每个像素点加热前后的温度变化的方法为：(2-1)根据公式计算出每个回波的温度变化ΔT(i)，其中，γ表示氢质子的旋磁比，B0表示静磁场强度，TE(i)表示第i个回波的回波时间，α表示氢质子温度频率系数，为每个像素点每个回波的加热前后的相位差；(2-2)通过得到每个像素点基于相位图的加热前后温度变化优选的，在步骤(2)中，可以采用相位矫正技术，提高相位估计的准确度。在步骤(3)中，计算每个像素点TE为0时的信号强度M的方法为：根据公式采用非线性最小平方和方法拟合上述公式，得到M，其中，S(TE(i))是该像素点在第i个回波的幅度图的信号强度，是显著横向弛豫时间。在步骤(4)中，温度变化ΔT(M)根据其中，T0是加热前的组织实际温度，M0为加热前幅度图的信号强度。在步骤(5)中，若和ΔT(M)差值绝对值小于5度，最终ΔT采用最终组织实际温度T为T＝ΔT+T0，否则发出测量错误警告。其中，在步骤(5)中，和ΔT(M)差值接受范围可以根据实验精度要求灵活调整。其中，在步骤(5)中，如果最终需求是温度达到某个范围而非精确值，可以设定和ΔT(M)必须同时在该范围才能满足温度需求。对比现有技术，本专利技术的主要优点是：(1)现有技术中，往往只采用多梯度回波的相位图，而舍弃幅度图，浪费了磁共振信号中的温度信息。本方法通过合理计算幅度图，从信号幅度中估计出温度信息。(2)本方法采用同一个序列，产生两个模态的温度图像，从而实现相互矫正、提高温度测量准确度的目的。附图说明图1为基于多梯度回波的磁共振温度双模态成像数据采集和实时温度计算流程图；图2为基于多梯度回波序列幅度图计算加热前后温度变化流程图；图3为双模态温度成像相互融合逻辑图。具体实施方式以下结合附图和实施例(例如头部成像)对本专利技术进一步详细说明。1.如图1所示，首先扫描定位像及必要的结构像等。2.如图1所示，在加热之前，提前扫描多梯度回波磁共振序列5–10帧，回波个数为N，N需要大于等于2。3.如图1所示，将加热前多梯度回波磁共振序列扫描所得的每个回波的相位图和幅度图平均，作为加热前的每个回波的相位图和幅度图。4.如图1所示，打开加热装置，开始收集加热中的多梯度回波磁共振序列。5.如图1所示，实时传输加热中多梯度回波磁共振扫描的相位图和幅度图。6.如图1所示，计算每个像素点每个回波的加热前后的相位差其中i为第i个回波，从1开始到N，为加热前第i个回波的相位，为加热后第i个回波的相位。7.如图1所示，根据公式算出每个回波的温度变化ΔT(i)，其中，γ表示氢质子的旋磁比，B0表示静磁场强度，TE(i)表示第i本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)通过多梯度回波磁共振序列采集加热前和加热中的磁共振信号，同时保留每个回波的相位图和幅度图；/n(2)根据加热前和加热中不同回波的相位图，计算相位图上每个像素点加热前后的温度变化

【技术特征摘要】
1.一种基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)通过多梯度回波磁共振序列采集加热前和加热中的磁共振信号，同时保留每个回波的相位图和幅度图；
(2)根据加热前和加热中不同回波的相位图，计算相位图上每个像素点加热前后的温度变化
(3)根据加热中不同回波的幅度图，计算每个像素点TE为0时的信号强度；
(4)根据加热前的幅度图的信号强度和步骤(3)中的信号强度计算每个像素点基于幅度值的温度变化ΔT(M)；
(5)根据步骤(2)中的和步骤(4)中的ΔT(M)判断每个像素点的最终实际温度T或发出错误警告。


2.根据权利要求1所述的基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法，其特征在于，在步骤(1)中，在加热之前，扫描多梯度回波磁共振序列5–10帧，回波个数为N，N≥2；将加热前多梯度回波磁共振序列扫描所得的每个回波的相位图和幅度图平均，作为加热前的每个回波的相位图和幅度图。


3.根据权利要求1所述的基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法，其特征在于，在步骤(1)中，序列重复时间TR＞200ms，翻转角＜5度。


4.根据权利要求1所述的基于多梯度回波序列的双模态磁共振测温方法，其特征在于，在步骤(1)中，采用两个回波，第一个回波时间在2ms以内，第二个...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹鹏，
申请(专利权)人：杭州佳量医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33