[發明專利]加速磁共振溫度成像的方法和裝置

有效

• 申請號: 200710064914.4
• 申請日: 2007-03-29
• 公開（公告）號: CN101273891A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 李國斌;鐘耀祖;張強;周曉東
• 申請（專利權）人: 西門子（中國）有限公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;A61N7/00;G01R33/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及磁共振成像(MRI，Magnetic?Resonance?Imaging)技術，特別是涉及一種加速磁共振(MR，Magnetic?Resonance)溫度成像的方法和一種相應的裝置。

背景技術

MR監控的高強度聚焦超聲(HIFU，High?Intensity?Focused?Ultrasound)治療系統中，HIFU換能器，即HIFU治療頭，在治療水中向人體發射聚焦的超聲波，使病人體內需要治療的部分局部溫度增高，達到治療效果。

MR溫度成像存在三個固有問題：時間平均效應、時間分辨率和空間平均效應。在設計MR溫度成像的加速方案時需要充分考慮這些問題。

通常，獲取K空間的數據需要很長的時間，即使只獲取一幅圖像，也需要大約幾秒鐘。在采集過程中，加熱焦點附近的溫度是連續變化的，那么，在采集K空間數據的不同點的過程中溫度是變化的。從重建圖像中得出的最終的溫度是采集過程中所有實際溫度的近似，這被稱為時間平均效應。圖1是時間平均效應的示意圖。圖1中的圓點是從重建圖像中測量的溫度值，曲線是在一幅圖像的采集時間內溫度變化的曲線。通常測量值更接近于在K空間的中心采集的值。

為了改善空間分辨率，同時保持FOV尺寸，需要更多的相位編碼步驟，從而需要更長的時間采集所有K空間數據。時間分辨率定義為采集兩個連續的K空間中心的時間跨度的倒數，單個K空間的采集時間越長，時間分辨率越差，這將很難捕捉到溫度的快速變化。圖2是時間分辨率對捕捉溫度變化的影響。圖2中的曲線表示溫度變化，圓點表示采樣點。如圖2所示，左圖中的時間分辨率較低，可見由于時間分辨率比較低，峰值溫度的數據被丟失了，右圖中的時間分辨率較高，采集到了峰值溫度。

每個MR圖像的像素代表物體的一定尺寸的體素。像素的信號是相應體素內多個微小信號的和或積分。在熱切除術中，如果單個體素的尺寸大到接近加熱焦點的尺寸，溫度的空間梯度比較顯著，將導致相位消除，從而導致測量溫度失真。圖3是空間平均效應的示意圖。圖3中左圖為焦點所在的體素，箭頭所指為焦點；中圖為重建圖像中焦點所對應像素的信號；右圖為焦點的實際信號。如圖3所示，由于像素尺寸只比超聲波的焦點尺寸稍大，則重建圖像中對應像素的信號與超聲焦點的實際信號相差比較大?？臻g分辨率定義為體素尺寸的倒數。需要改善準確的溫度成像的空間分辨率。

一般來說，時間分辨率和空間分辨率是一對矛盾，無法同時改善時間分辨率和空間分辨率。對于給定的FOV來說，較小的空間分辨率需要較長的采集時間，因此時間分辨率會變差，而不會更好。因此，需要在兩種參數中作一個權衡。

目前采用的幾種并行成像的技術需要規則地減少相位編碼線并通過后處理恢復丟失的數據來進行加速，以改善時間分辨率或者改善空間分辨率，無法同時獲得較好的時間分辨率和空間分辨率。這類方法存在兩個問題：首先是通過這些并行成像技術獲得的加速速率通常為較為固定的一些離散值，而且加速系數的變化將導致圖像質量的嚴重波動；其次是不穩定，用于并行成像的線圈單元排列粗糙、物體位置不當等可能導致重建圖像中出現嚴重的殘留偽影(residual?artifact)。如果殘留偽影覆蓋了加熱焦點會造成溫度計算誤差較大，從而給HIFU治療帶來非常嚴重的后果。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種加速MR溫度成像的方法，用來使MR溫度成像兼具較好的時間分辨率和空間分辨率。

本發明的另一目的在于提供一種與上述加速MR溫度成像的方法相應的裝置。

為實現上述目的，本發明提出一種加速磁共振MR溫度成像的方法，應用于MR監控的高強度聚焦超聲HIFU治療中，其包括：在MR溫度成像過程中，確定超聲波焦點處的溫度變化；根據所述焦點處的溫度變化確定數據采集所需的理想加速速率；根據所確定的理想加速速率調整K空間的變密度數據采樣；重建采樣得到的數據，得到溫度圖像。

其中，所述根據溫度變化確定數據采集所需的理想加速速率包括：在溫度變化快的情況下，確定較高速率作為理想加速速率；在溫度變化慢的情況下，確定較低速率作為理想加速速率。

其中，在相位編碼方向上，K空間被分為若干個區段，所述根據所確定的理想加速速率調整K空間的變密度數據采樣包括：根據所確定的理想加速速率調整K空間變密度采樣的區段劃分和各區段的加速系數。