CN108245158B - 一种磁共振温度测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于磁共振成像技术领域，提供了一种磁共振温度测量方法及装置。该方法包括：采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES‑FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差；根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。通过本发明有效解决了现有磁共振温度测量方法中采集时间较长，成像速度较慢，测温实时性不好的问题。

Description

一种磁共振温度测量方法及装置

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，尤其涉及一种磁共振温度测量方法及装置。

背景技术

目前，磁共振温度实时监控是实现磁共振图像引导消融治疗的重要前提。在磁共振温度监控过程中，温度测量的实时性和准确性是实施组织热消融和靶向药物释放的关键因素。测温的实时性取决于图像采集的速度，即与采样序列的纵向恢复时间TR直接相关。然而，现有磁共振温度测量方法普遍采用FLASH序列，该序列要求纵向恢复时间大于回波时间，采集图像的时间较长，成像速度较慢，测温实时性不好。

故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种磁共振温度测量方法及装置，以解决现有磁共振温度测量方法中采集图像时间较长，成像速度较慢，测温实时性不好的问题。

本发明实施例的第一方面，提供一种磁共振温度测量方法，所述方法包括：

采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差；

根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。

本发明实施例的第二方面，提供一种磁共振温度测量装置，所述装置包括：

相位差获取模块，用于采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差；

变化值获取模块，用于根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差，并根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。由于所述ES-FISP序列的纵向恢复时间TR较短(TE_eff>TR)，从而缩短了在磁共振温度成像过程中采集图像的时间，提高了成像速度和温度测量的实时性。同时在信噪比一定时，由于所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff较长，从而提高了磁共振温度测量的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的磁共振温度测量方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的磁共振温度测量装置的组成示意图。

具体实施方式

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。

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的磁共振温度测量方法的实现流程，所述实现流程详述如下：

步骤S101，采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差。

在本发明实施例中，采用所述回波偏移稳态自由进动快速成像(Echo Shift-FastImaging with Steady-state free Precession，ES-FISP)序列进行磁共振温度成像，在磁共振温度成像中所述ES-FISP序列可采用比现有技术中FLASH序列更短的纵向恢复时间TR，从而缩短了在磁共振温度成像过程中采集图像的时间，提高了成像速度和温度测量的实时性。

在本发明实施例中，在磁共振成像过程中可以采用所述ES-FISP序列，在对待测组织进行消融过程中获取所述待测组织的相位图，从所述待测组织的相位图中获取相关的相位，以通过获取的相位进行计算得到所述待测组织的相位变化值。在肿瘤热消融术中，为实现病变组织的温度变化，加热区域的组织即为待测组织，在相位图中获取所述待测组织的相位差，以通过所述待测组织的相位差实现所述待测组织的温度变化监测。例如，所述待测组织的相位差Δφ_T＝φ_t-φ₀，其中，φ₀为所述待测组织的基准相位，所述待测组织的基准相位φ₀可以为所述待测组织在加热前初始t₀时刻的相位，φ_t为所述待测组织在磁共振的加热过程中任意t时刻的相位，所述待测组织的相位差Δφ_T是任意时刻t相对于初始t₀时刻的相位差。所述任意t时刻的相位可以通过采集该t时刻时所述待测组织的相位图获得，所述初始t₀时刻的相位可以通过采集该t₀时刻时所述待测组织的相位图获得。

步骤S102，根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。

可选的，所述根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值包括：

根据所述待测组织的相位差Δφ_T和所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff，计算所述待测组织的温度变化值

其中，α＝-0.01ppm/℃，γ为旋磁比，B₀为主磁场强度。

在本发明实施例中，在获取所述待测组织的相位差后，可以基于质子共振频率的化学位移测温方法根据所述待测组织的相位差，计算相应的温度变化值。即根据公式

计算所述待测组织的温度变化值ΔT。其中，α＝-0.01ppm/℃为温度和水质子化学位移之间的比例系数，简称温度系数。

在本发明实施例中，为了更加准确地获取所述待测组织的温度变化值，在根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值之前还包括：

获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

可选的，也可以在步骤S101之前实时获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

可选的，在获取所述ES-FISP序列的有效回波时间之前，还包括：

根据预先设置的多组不同的组织参数，获取多个不同的仿体组织；

在本发明实施例中，所述组织参数包括但不限于纵向弛豫时间常数T₁、横向弛豫时间常数T₂以及

所述纵向弛豫时间常数T₁是指纵向磁化从最小值恢复到平衡态磁化矢量63％的时间，是纵向磁化矢量恢复快慢的一个尺度。所述横向弛豫时间常数T₂是指横向磁化衰减至最大值的37％所经历的时间，是横向弛豫衰减快慢的一个尺度。所述纵向弛豫时间常数T₁和所述横向弛豫时间常数T₂是所述待测组织的固有特性，不同的组织具有不同的纵向弛豫时间常数T₁和横向弛豫时间常数T₂。因此，可以通过预先设置多组不同的组织参数，从而获得多个不同的仿体组织。

所述获取所述ES-FISP序列的有效回波时间包括：

根据所述多个不同的仿体组织，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

可选的，所述根据所述多个不同的仿体组织，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间包括：

根据所述多个不同的仿体组织和预先设置的所述ES-FISP序列的扫描参数，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

在本发明实施例中，可以通过数据仿真的方法，根据所述多个不同的仿体组织和预先设置的所述ES-FISP序列的扫描参数，实时获取所述ES-FISP序列的有效回波时间，以提高所获取的所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff的准确性。具体地，针对多个不同的仿体组织，分别进行升温或者降温试验，利用光纤温度计实时测量试验过程中温度变化值，并实时获取与该温度变化值对应的相位差，然后根据公式

计算出所述ES-FISP序列的有效回波时间。

需要说明的是，根据公式

计算的所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff，相对于现有技术中的FLASH序列的有效回波时间TE_eff而言，所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff较长。因此，在信噪比一定时，相对于现有技术中的FLASH序列，本发明实施例中所采用所述ES-FISP序列在进行磁共振温度测量时的精确度更高。

其中，所述预先设置的所述ES-FISP序列的扫描参数包括但不限于纵向恢复时间TR、视野FOV以及分辨率等。

本发明实施例通过采用ES-FISP序列对待测组织进行磁共振成像，从而缩短了采集图像的时间，提高了成像速度和温度测量的实时性，也提高了磁共振温度测量的精确度。

实施例二：

图2示出了本发明实施例二提供的磁共振温度测量装置的组成示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

相位差获取模块21，用于采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差；

变化值获取模块22，用于根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。

可选的，所述装置还包括：

回波时间获取模块23，用于在根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值之前，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

所述装置还包括：

仿体组织获取模块24，用于在获取所述ES-FISP序列的有效回波时间，根据预先设置的多组不同的组织参数，获取多个不同的仿体组织；

所述回波时间获取模块23，用于根据所述多个不同的仿体组织，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

可选的，所述回波时间获取模块23具体用于：

根据所述多个不同的仿体组织和预先设置的所述ES-FISP序列的扫描参数，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

可选的，所述变化值获取模块具体用于：

根据所述待测组织的相位差Δφ_T和所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff，计算所述待测组织的温度变化值

其中，α＝-0.01ppm/℃，γ为旋磁比，B₀为主磁场强度。

本发明实施例提供的磁共振温度测量装置可以使用在前述对应的方法实施例一中，详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即所述装置的内部结构划分成不同的功能模块，上述功能模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区别，并不用于限制本申请的保护范围。

综上所述，本发明实施例采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差，并根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。由于所述ES-FISP序列的纵向恢复时间TR，从而缩短了在磁共振温度成像过程中采集图像的时间，提高了成像速度和温度测量的实时性。同时由于所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff较长，从而提高了磁共振温度测量的精确度。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁共振温度测量方法，其特征在于，所述方法包括：

采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差；

根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值之前还包括：

获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在获取所述ES-FISP序列的有效回波时间之前，还包括：

根据预先设置的多组不同的组织参数，获取多个不同的仿体组织；

所述获取所述ES-FISP序列的有效回波时间包括：

根据所述多个不同的仿体组织，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同的仿体组织，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间包括：

根据所述多个不同的仿体组织和预先设置的所述ES-FISP序列的扫描参数，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值包括：

根据所述待测组织的相位差Δφ_T和所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff，计算所述待测组织的温度变化值

其中，α＝-0.01ppm/℃，γ为旋磁比，B₀为主磁场强度。

6.一种磁共振温度测量装置，其特征在于，所述装置包括：

相位差获取模块，用于采用回波偏移稳态自由进动快速成像ES-FISP序列，获取在组织消融过程中待测组织的相位差；

变化值获取模块，用于根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

回波时间获取模块，用于在根据所述待测组织的相位差，获取所述待测组织的温度变化值之前，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

仿体组织获取模块，用于在获取所述ES-FISP序列的有效回波时间，根据预先设置的多组不同的组织参数，获取多个不同的仿体组织；

所述回波时间获取模块，用于根据所述多个不同的仿体组织，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述回波时间获取模块具体用于：

根据所述多个不同的仿体组织和预先设置的所述ES-FISP序列的扫描参数，获取所述ES-FISP序列的有效回波时间。

10.根据权利要求7至9任一项所述装置，其特征在于，所述变化值获取模块具体用于：

根据所述待测组织的相位差Δφ_T和所述ES-FISP序列的有效回波时间TE_eff，计算所述待测组织的温度变化值

其中，α＝-0.01ppm/℃，γ为旋磁比，B₀为主磁场强度。

Images