[發(fā)明專利]溫度成像方法及系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210035199.2
• 申請(qǐng)日: 2012-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN102579015A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何夢(mèng)玥;鄒超;鐘耀祖;饒芳;劉新;鄭海榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): A61B5/01
• 分類號(hào): A61B5/01;A61B5/055
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及磁共振技術(shù)，特別是涉及一種溫度成像方法及技術(shù)。

【背景技術(shù)】

微創(chuàng)性熱療方法越來越廣泛地應(yīng)用于良惡性實(shí)體腫瘤的治療中，其機(jī)制是利用高強(qiáng)度聚焦超聲將腫瘤組織的溫度在瞬間提高到60℃以上，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞損傷和組織凝固壞死。在實(shí)施微創(chuàng)性熱療方法時(shí)需要加熱到60℃以上才能使腫瘤細(xì)胞壞死，但是加熱溫度必需控制在100℃以內(nèi)，否則組織會(huì)被碳化且難以代謝吸收，在保證腫瘤細(xì)胞被完全殺死的同時(shí)使正常細(xì)胞免受或少受傷害，監(jiān)控溫度成像成為實(shí)現(xiàn)安全治療的基本保障，而基于磁共振的溫度成像具有高分辨率和無創(chuàng)性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度的特性，成了最為合適的監(jiān)控工具。

磁共振溫度成像原理大致分為以下幾種：(1)縱向弛豫時(shí)間(T1?relaxation?time)；(2)分子彌散系數(shù)(molecular?diffusion?constant)與溫度的關(guān)系；(3)質(zhì)子共振頻率(proton?resonance?frequency，簡(jiǎn)稱PRF)偏移與溫度的關(guān)系。其中，基于質(zhì)子共振頻率偏移的溫度成像發(fā)展得最為成熟，是通過對(duì)梯度回波序列圖像中的相位改變進(jìn)行計(jì)算從而得到溫度的改變，需要在加熱前獲取一組相位圖像作為參考，加熱中獲取得到的相位圖像都將減去這組參考圖像進(jìn)行溫度的計(jì)算。

然而，在利用高強(qiáng)度聚焦超聲進(jìn)行熱消融腫瘤的治療過程中，組織的移動(dòng)是不可避免的，這將會(huì)導(dǎo)致治療前采集的參考圖像和治療過程中得到的溫度變化圖像之間位置信息失配，從而引起溫度測(cè)量的誤差。因此，為了克服這一問題，無參考的基于質(zhì)子共振頻率偏移的溫度成像被提出，該方法從加熱過程中獲取的圖像估計(jì)得到參考相位，從每一相位圖中估計(jì)參考相位消除了每一相位圖與參考相位之間的錯(cuò)誤配準(zhǔn)。但是在相位圖中相位卷繞是非常常見的，解卷繞是無參考的基于質(zhì)子共振頻率偏移的溫度成像的第一步，每一相位圖像在進(jìn)行溫度計(jì)算之前都需要經(jīng)過解卷繞處理，而解卷繞計(jì)算是相當(dāng)耗時(shí)的，達(dá)不到溫度成像對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，特別是臨床應(yīng)用中有可能因?yàn)椴荒軐?shí)時(shí)的監(jiān)控溫度導(dǎo)致溫度過高將使得正常細(xì)胞受到損害，治療效果也隨之降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

基于此，有必要提供一種能提高計(jì)算速度的溫度成像方法。

此外，還有必要提供一種能提高計(jì)算速度的溫度成像系統(tǒng)。

一種溫度成像方法，包括如下步驟：

獲取卷繞相位圖像；

對(duì)所述卷繞相位圖像進(jìn)行差分得到相位差分圖；

從所述卷繞相位圖像中提取測(cè)量區(qū)域的原始相位，并根據(jù)所述原始相位和相位差分圖得到參考相位；

根據(jù)所述原始相位和參考相位之間的復(fù)數(shù)差得到測(cè)量區(qū)域的溫度圖像。

優(yōu)選地，所述對(duì)所述卷繞相位圖像進(jìn)行差分得到相位差分圖的步驟為：

獲取卷繞相位圖像中相位的多項(xiàng)式模型；

將所述多項(xiàng)式模型進(jìn)行差分替代得到相位差分圖。

優(yōu)選地，所述將所述多項(xiàng)式模型進(jìn)行差分替代得到相位差分圖的步驟為：

按照卷繞相位圖像的坐標(biāo)軸方向分別對(duì)多項(xiàng)式模型進(jìn)行差分處理得到與坐標(biāo)軸方向相對(duì)應(yīng)的相位差分圖。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述原始相位和相位差分圖得到參考相位的步驟為：

通過所述與坐標(biāo)軸方向相對(duì)應(yīng)的相位差分圖進(jìn)行多項(xiàng)式擬合構(gòu)造系數(shù)模型；

通過相位差分圖的數(shù)值積分恢復(fù)出測(cè)量區(qū)域的相位圖；

根據(jù)所述相位圖和原始相位得到零階多項(xiàng)式系數(shù)，并通過所述系數(shù)模型和零階多項(xiàng)式系數(shù)計(jì)算得到參考相位。

優(yōu)選地，所述通過所述與坐標(biāo)軸方向相對(duì)應(yīng)的相位差分圖進(jìn)行多項(xiàng)式擬合構(gòu)造系數(shù)模型的步驟包括：

在所述與坐標(biāo)軸方向相對(duì)應(yīng)的相位差分圖提取參考區(qū)域的數(shù)據(jù)以及相位，并通過最小二乘法進(jìn)行擬合得到與坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)；

將所述與坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)構(gòu)造成系數(shù)模型。

一種溫度成像系統(tǒng)，包括：

圖像獲取模塊，用于獲取卷繞相位圖像；

處理模塊，用于對(duì)所述卷繞相位圖像進(jìn)行差分得到相位差分圖；

運(yùn)算模塊，用于從卷繞相位圖像中提取測(cè)量區(qū)域的原始相位，并根據(jù)所述原始相位和相位差分圖得到參考相位；

成像模塊，用于根據(jù)所述原始相位和參考相位之間的復(fù)數(shù)差得到測(cè)量區(qū)域的溫度圖像。

優(yōu)選地，所述處理模塊包括：

多項(xiàng)式獲取單元，用于獲取卷繞相位圖像中相位的多項(xiàng)式模型；

差分替代單元，用于將所述多項(xiàng)式模型進(jìn)行差分替代得到相位差分圖。