无参考温度成像方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁共振温度成像技术领域，特别是涉及一种无参考温度成像方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 微创热疗作为一种标准的治疗手段在治疗肝癌、前列腺癌、肾癌等疾病方面有着 广泛的应用。微创热疗技术主要涉及射频、激光、超声等物理手段，例如高强度聚焦超声 (HIFU，HighIntensityFocusedUltrasound)热疗，其机制是在短时间内通过聚焦超声将 肿瘤组织的温度瞬间提高到60°C以上，使肿瘤细胞产生不可逆坏死、组织凝固性坏死和蛋 白质变性。热疗中需要注意的两点，一是必须将肿瘤细胞温度提高到60°C以上才能使其坏 死，但是温度又不能超过KKTC，不然肿瘤组织会被碳化且很难被代谢吸收；二是还要在杀 死肿瘤细胞的同时，保证位于超声通道上的组织及焦域周围的正常组织不会受到损伤。因 此，进行温度成像监控是实现安全治疗的关键。
[0003] 在诸多医学影像手段中，磁共振成像（MRI，MagneticResonanceImaging)由于其 极好的组织分辨能力和独特的温度测量功能，是微创热疗的最理想的图像引导和温度监控 手段。可用于磁共振温度成像的参数有质子密度（PD,ProtonDensity)、自旋晶格弛豫时 间、磁化转移（MT，MagnetizationTransfer)、质子共振频率位移（PRFS，ProtonResonance FrequencyShift)及分子间量子相干（IMQC，IntermolecularQuantumCoherence)等。其 中，基于PRFS原理的磁共振温度成像方法应用最为广泛，该方法具有较好的时空分辨率， 水分子中质子共振频率与温度变化呈较理想的线性关系，并且不随组织类型和环境的变化 而变化
[0004] 传统的基于PRFS原理的磁共振温度成像方法，即参考减法，需要在对组织加热前 采集一组基准相位图作为参考，在加热中通过当前采集的相位图与其对应的参考相位图相 减，从而计算得到组织在加热过程中的温度变化。传统方法对组织运动比较敏感，在加热过 程中，由于组织运动或变形而引起的参考相位失配，会产生较大的测温误差。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要提供一种无参考温度成像方法和装置，应用本方法和装置，能够在 对组织进行磁共振温度成像时，提高测量温度变化的精确度。
[0006] 一种无参考温度成像方法，包括：
[0007] 利用磁共振成像采集组织相位图，并在相位图中设置一感兴趣区域，所述感兴趣 区域对应着初始加热区域的大小及位置；
[0008] 通过每一帧相位图中所述感兴趣区域以外的参考区域中组织的相位，拟合得到所 述感兴趣区域中组织的基准相位；
[0009] 根据每一帧相位图中，感兴趣区域中组织的相位以及所述基准相位，确定所述感 兴趣区域中组织的温度变化。
[0010] 在其中一个实施例中，在根据每一帧相位图中，感兴趣区域中组织的相位以及所 述基准相位，确定所述感兴趣区域中组织的温度变化的步骤之后，所述方法还包括：
[0011] 根据所述感兴趣区域中组织的温度变化分布标准差，修正所述感兴趣区域的大 小，并将修正后的感兴趣区域作为下一帧相位图的感兴趣区域。
[0012] 在其中一个实施例中，所述参考区域与所述感兴趣区域的面积比为1。
[0013] 在其中一个实施例中，所述通过每一帧相位图中所述感兴趣区域以外的参考区域 中组织的相位，拟合得到所述感兴趣区域中组织的基准相位，包括：
[0014] 根据每一帧相位图中参考区域中组织的相位，通过最小二乘法，利用连续光滑空 间多项式函数插值得到所述感兴趣区域中组织的基准相位。
[0015] 在其中一个实施例中，所述根据每一帧相位图中，感兴趣区域中组织的相位以及 所述基准相位，确定所述感兴趣区域中组织的温度变化，包括：
[0016] 通过公式Ar=⑷-乳)/声凡；T￡计算所述感兴趣区域中组织的温度变化，其 中，识为每一帧相位图中每一点的相位，％为每一点的基准相位，Y为旋磁比，常数a =-0. 01ppm/°C，Btl为主磁场强度，TE为磁共振回波序列的回波时间。
[0017] -种无参考温度成像装置，包括：
[0018] 采集模块，用于采集组织的相位图；
[0019] 设置模块，用于在相位图中设置一感兴趣区域，所述感兴趣区域对应着初始加热 区域的大小及位置；
[0020] 拟合模块，用于通过每一帧相位图中所述感兴趣区域以外的参考区域中组织的相 位，拟合得到所述感兴趣区域中组织的基准相位；
[0021] 测温模块，用于根据每一帧相位图中，感兴趣区域中组织的相位以及所述基准相 位，确定所述感兴趣区域中组织的温度变化。
[0022] 在其中一个实施例中，所述装置还包括修正模块，用于根据所述感兴趣区域中组 织的温度变化分布标准差，修正所述感兴趣区域的大小，并将修正后的感兴趣区域作为下 一帧相位图的感兴趣区域。
[0023] 在其中一个实施例中，所述拟合模块，用于与所述感兴趣区域面积比为1的参考 区域中组织的相位，拟合得到所述感兴趣区域中组织的基准相位。
[0024] 在其中一个实施例中，所述拟合模块，用于根据每一帧相位图中参考区域中组织 的相位，通过最小二乘法，利用连续光滑空间多项式函数插值得到所述感兴趣区域中组织 的基准相位。
[0025] 在其中一个实施例中，所述测温模块，用于通过公式=化-的,)/声计算所 述感兴趣区域中组织的温度变化，其中，P为每一帧相位图中每一点的相位，％为每一点 的基准相位，Y为旋磁比，常数a=_〇.〇lppm/°C，B为主磁场强度，T为磁共振回波序列 的回波时间
[0026] 上述无参考温度成像方法和装置，根据相位图中感兴趣区域之外的参考区域中组 织的相位拟合得到感兴趣区域中组织的基准相位，再根据采集的相位图中感兴趣区域中组 织的相位，确定感兴趣区域中各点的温度变化，相比于传统的参考减法，避免了基准相位失 配引起的测温误差，提高了磁共振成像中，测量温度变化的精确度。
【附图说明】
[0027] 图1为一个实施例中的无参考温度成像方法的流程示意图；
[0028] 图2为一个实施例中的感兴趣区域的半径与测温误差的关系示意图；
[0029] 图3为一个实施例中的无参考温度成像装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0031]参见图1，在一个实施例中，提供了一种无参考温度成像方法。该方法可以应用于 磁共振成像中为微创热疗提供图像引导和温度监控。该方法包括下列流程：
[0032] 步骤102,利用磁共振成像扫描仪采集组织的相位图，并在相位图中设置一感兴趣 区域。
[0033]具体的，本实施例中，通过磁共振二维梯度回波序列采集组织的相位图，例如，采 集序列可以但不限于是梯度回波序列。每一帧相位图采集时间2. 7秒。本步骤，在相位图 中根据初始加热区域的大小及位置设置一感兴趣区域。例如根据聚焦超声换能器焦域的大 小，感兴趣区域可以设置为一个半径为2像素点的圆。
[0034] 步骤104,每一帧相位图中感兴趣区域以外的参考区域中组织的相位，拟合得到感 兴趣区域中组织的基准相位。
[0035]具体的，本实施例中将感兴趣区域作为测量温度变化的区域。在每一帧相位图中， 感兴趣区域中每一点的相位可以由采集的相位图获取，而作为参考的基准相位通过感兴趣 区域之外的参考区域中各点的相位拟合得到。参考区域选取组织中未加热的区域。参考区 域可以选取整个相位图中除感兴趣区域的所有部分，也可以选取其中一个部分，从而减少 计算量。本实施例