CN109044355B - 温度成像方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种温度成像方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括:建立磁共振指纹字典;向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。上述温度成像方法、装置、计算机设备和存储介质,将磁共振指纹技术应用到温度成像中,利用生物热传导模型设计磁共振指纹序列并建立磁共振指纹字典,将温度作为一个参数加入到磁共振指纹技术中,从而通过将磁共振图像信号与磁共振指纹字典进行比对得到温度,效果更好,适应性更强。
Description
技术领域
本申请涉及磁共振成像技术领域,特别是涉及一种温度成像方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
肿瘤热疗是通过微波、高聚焦超声波等手段将热量传递给病灶或者肿瘤,从而进行切除或者消融来达到治疗效果的一种手段。理想的肿瘤热疗技术应该能做到在保证达到治疗效果,即充分杀死目标组织和细胞的同时,尽量降低对于周围正常组织的损伤。而对于热疗而言,要控制对于正常组织的损伤,最直观的方法就是对对应区域的温度进行监控,保持其处于合理范围内。
利用热电偶测温是最简单直接的测温方法。通过将热电偶探针插入待测温的组织,可以较准确地进行实时测温。但是,这种方法有两个主要缺点:一是会留下创口,给病人造成不适,甚至引起伤口感染;二是只能测量热电偶处的局部温度,难以准确定位。
从物理层面来看,最为直接与简便的测温方法为使用热电偶等温度测量仪器测温。通过将测量仪器与待测部分进行直接接触,确实可以在一定准确度下实时测温。但是这样的方法有两个显著的缺点。其一,这类测量仪器只能测一个点的温度。而如果要监控一个区域的温度,那么必须要使用多个,为治疗带来极大地不便。其二,从病人角度考虑,使用这类测量仪器测温会增大创口,增加感染风险,带来额外的痛苦。
基于上述原因,各种非介入式测温方法逐渐诞生于临床领域。磁共振温度成像即是其中之一。磁共振温度成像的优势是与磁共振成像本身的特点分不开的。磁共振相较PET、CT等常见的影像手段本身只有电磁辐射而没有电离辐射。此外从原理上来看,磁共振成像中涉及的各个参数都会受到温度的影响,而目前的磁共振温度成像恰恰基于纵向弛豫时间(T1)和频移量(Δf)这两个参数衍生而来。其基本思路即为通过图像计算出上述两个参数的变化,从而反推出温度的变化。换而言之,如果能实现对于受温度影像参数的计算,就能够实现温度的监控。
但由于不同的组织的参数对于温度的敏感性不同,传统磁共振成像中受单一参数的限制,得出的测温方法在不同部位、不同器官的普适性较差。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种温度成像方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种温度成像方法,所述方法包括:
建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数;
向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。
在其中一个实施例中,所述基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括磁共振参数和温度参数,所述温度参数为固定值或变化值包括:
建立生物热传导模型,得到被扫描对象的温度参数;
基于所述生物热传导模型和所述磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为变化值。
在其中一个实施例中,将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应温度值包括:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的所述感兴趣区域的温度值,所述各部分对应的所述感兴趣区域的温度值为所述磁共振指纹字典中的对应温度参数。
在其中一个实施例中,所述基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括磁共振参数和温度参数,所述温度参数为固定值或变化值包括:
基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为固定值。
在其中一个实施例中,将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应温度值包括:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的磁共振参数;
根据各部分对应的磁共振参数判断各部分对应的感兴趣区域的温度值。
在其中一个实施例中,所述基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典包括:
基于磁共振指纹序列仿真给定参数物质的信号演化过程;
根据选定的参数组合计算所述信号演化过程中每次激发后采集到的信号强度,得到信号的演化曲线;
根据所述演化曲线确定信号向量,得到磁共振指纹字典。
在其中一个实施例中,所述基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典包括:
使用螺旋采样方法对各时刻的所述磁共振信号的K空间进行采样得到各时刻的螺旋轨迹;
对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿;
使用非均匀采样的快速傅里叶变换算法对经过密度补偿后的所述螺旋轨迹进行重建图像。
一种温度成像装置,所述装置包括:
字典建立模块,用于建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数;
采集模块,用于向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
重建模块,用于根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
匹配模块,将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到所述感兴趣区域身体部位的温度值。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数;
向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数;
向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。
上述温度成像方法、装置、计算机设备和存储介质,将磁共振指纹技术应用到温度成像中,利用生物热传导模型设计磁共振指纹序列并建立磁共振指纹字典,将温度作为一个参数加入到磁共振指纹技术中,从而通过将磁共振图像信号与磁共振指纹字典进行比对得到温度,效果更好,适应性更强。
附图说明
图1为一个实施例中温度成像方法的流程示意图;
图2为一个实施例中温度成像方法的磁共振指纹序列设计图;
图3为一个实施例中温度成像装置的结构框图;
图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
作为医学影像的重要手段之一,磁共振成像被广泛应用于临床领域。磁共振温度成像是磁共振成像的分支,也是临床治疗时进行非介入式测温的理想手段。目前已有的磁共振温度成像方法基于磁共振成像中的参数与温度的关系,通过参数反推出温度。但目前已有方法多是根据一个参数反推温度,而实际上温度与参数的关系在不同组织和器官之间没有很好的普适性。这导致了磁共振温度成像方法往往是针对某特定部位或者某类组织。而在温度成像领域之外,2013年提出的磁共振指纹(MRF)成像方法实现了整个图像域的多个磁共振参数的同时计算,为磁共振温度成像提供了新的可能。
本发明提供了一种温度成像方法,请参阅图1,图1为一个实施例中温度成像方法的流程示意图。
在本实施例中,所述温度成像方法包括:
步骤100,建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数。可选地,磁共振指纹字典也可称之为资料库,该磁共振指纹字典可包括多个字典对,每个字典对包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数。
可选地,所述温度参数为被检测对象的温度值,例如患者或仿体身体器官或组织的温度值。磁共振参数可以是磁共振成像参数,例如:T1、T2以及质子密度等成像参数。
在本实施例中,所述步骤100包括:
建立生物热传导模型,得到被扫描对象的温度参数;
基于所述生物热传导模型和所述磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为变化值。
基于MRF的温度成像最基本的原理仍然是利用磁共振中各种参数与温度的关系。但是根据MRF进行温度成像最后得出的参数图是根据预先计算出的字典匹配后得到的对应参数反推得到,这意味着在这个体系中设定各类参数始终是不变的,所以如果直接用计算出的不同时刻的参数差反推出温度变化,那么实际上会出现偏差。在实际的成像过程中,温度实际上是随着时间一起变化的,而且是会影响到各种参数的。
因此在本实施例中,引入了生物热传导(Biology Heat Transfer,BHT)模型,将温度这一参数加入到MRF中,在建立字典时就考虑到温度的影响。从某种程度上来说考虑温度之后字典相当于又多了一个维度,不过这个温度实际上会影响其他几个维度的参数。此外由于温度本身是随时间变化的,因此要推算的就是温度的变化,所以可以利用BHT模型对温度进行基本的预计。
BHT基本原理如下:
ρ*dT/dt=Δ(KΔT)+Qb+Qm
其中T表示温度,t表示时间,ρ表示密度热容量,K表示传热系数,Qb和Qm分别表示生物自身产热和其他热源。
依据这一公式,在知道了温度的初始条件,与物理性质相关的密度热容量和传热系数等值之后就可以大致了解温度会如何变化。再结合温度与质子共振频率(ProtonResonance Frequency,PRF)、自旋-晶格弛豫时间T1的参数关系,即可在计算字典时,考虑不同温度变化趋势对于参数的影响,在不同时刻及时更新参数的值,从而真正将温度这一参数合理地加入MRF体系中,并且在参数匹配后的出不同的温度变化趋势,以实现温度成像的目的。
可选地,在建立字典之前,对温度变化趋势进行模拟。BHT模型实际上是基于传热学的微分模型,对于这样一个基于三维物体的微分方程要想求出最后的定解需要初始条件和边界条件。由于实验中仿体大多是直接处于室温中,所以边界条件可以设定为最外部分的温度等于实测室温,随后通过有限元方法将三维体积网格化,进行差分处理后通过迭代逐步算出不同时刻的温度变化。针对MRF字典的BHT模型推导,需要将重复时间TR等随机化参数的值划归到BHT模型中。因为TR具有一定的随机化成分,并不始终是一个定值,所以在进行BHT模型推算时,需要将时间步长设置到计算误差允许范围同时尽量使得累计的TR时刻能够直接对应到若干个时间步长。此外根据磁共振已有温度成像方法,主要考虑温度对于PRF和T1的影响。这一考虑主要基于实际热疗过程中温度不会超过80摄氏度,在此范围内PRF和T1的参数与温度有较好的线性,而自旋-自旋弛豫时间T2的影响则相对较小。
因此,在本实施例中,基于BHT模型,在建立所述磁共振指纹字典时,可以将温度参数纳入所述磁共振指纹字典的参数中,所述温度参数为变化值,所述温度参数为所述BHT模型计算得到的。
在其它实施例中,所述步骤100包括:
基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为固定值。
可选地,本发明的温度成像方法进行了48倍降采样和spiral采样方法,极大地提高了数据的获取效率,可以在较短时间内就采集得到参数图所需要的数据,其时间是以秒为量级的。因此可以单纯将MRF作为一个估计参数的方法,在每次采样后可以观察到参数的变化,再根据温度对于参数变化的影响直接反推出温度。MRF中48倍降采情况下采样1000个时刻的数据需要12.3s。在温度实验中这一时间过长,所以本实施例中选择采样200个时刻,花费时间约2.5s,然后相邻两个采样单元的间隔为2s。考虑到热疗过程中的实际情况,这一设置已经足够符合要求。此外,由于本实施例中没有引入BHT模型进行预计,所以MRF得到的参数变化体现的也同样是温度的变化,而并非绝对的数值,可以通过物理测温给出一个初值或者进行恒温水浴保证温度。
因此,在本实施例中,在建立所述磁共振指纹字典时,将被扫描对象温度参数纳入所述磁共振指纹字典的参数范围中,所述温度参数为固定值,所述温度参数为数据采集时被扫描对象的温度值。
在本实施例中,所述建立磁共振指纹字典包括:
基于磁共振指纹序列仿真给定参数物质的信号演化过程;
根据选定的参数组合计算所述信号演化过程中每次激发后采集到的信号强度,得到信号的演化曲线;
根据所述演化曲线确定信号向量,得到磁共振指纹字典。
可选地,还包括设计磁共振指纹序列。请参见图2,图2为一个实施例中温度成像方法的磁共振指纹序列设计图。在本实施例中,设计磁共振指纹序列时引入随机化因素,使翻转角和重复时间TR持续变化,如图2所示在时间顺序上除了第一个翻转角一定为180度之外,后面翻转角和TR值就始终在变化,以便能够充分得到不同的信息。在其它实施例中,可以采用现有的磁共振指纹序列。
可选地,在MRF中,为仿真给定参数物质的信号演化过程,需求解信号产生全过程中的Bloch方程。将Bloch方程重写如下:
使用差分迭代的方式进行计算,设定稳态矢量,即最开始和系统最后的稳定状态Meq=(0,0,1)T,记为M0。
简单来看信号的变化主要分两种形式,其一是加上射频场对信号进行翻转的过程,其二是翻转之后由T1和T2等参数描述的信号演化过程。
在射频场翻转信号阶段,对于第k次翻转前和翻转后的M(k)信号有
其中,α(k)和分别表示第k个翻转角的幅度和其相对于标准旋转坐标系的相位差。是两者对应的旋转矩阵。需要说明的是在此过程中,由于射频场幅度较大,所花费时间基本可以忽略不计,所以这一阶段不考虑T1和T2等参数对于信号的影响。
在翻转后以及下次翻转前之间的是信号演化阶段。磁化矢量会产生弛豫和相散等变化。第k个TR时刻的最开始和下个TR开始之前的这两个时刻的信号有如下关系:
该解的物理意义比较清晰,前半部分是磁化矢量在第k次激发后的弛豫时间TR(k)内的衰减和相散,后半部分是稳态信号的恢复。
另外,可以解得,第k次激发后采集到的信号值M(k)为
可选地,根据已知磁共振指纹序列可以得到的值,只要知道T1、T2和Δω(或Δf)的值,即可使用上述求解方法得到每次激发后采集到的信号强度,这样就可以模拟出采集到的信号的演化曲线。在所述演化曲线上取各点的T1值、T2值、Δω值等磁共振参数和对应的信号列为一个集合,就得到了磁共振指纹字典。在本实施例中,所述磁共振指纹字典还包括由BHT模型计算得到的身体部位的温度参数。在其它实施例中,所述磁共振指纹字典还包括固定温度参数。
步骤110,向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到感兴趣区域的磁共振信号。
在本实施例中,所述步骤110包括基于设计好的磁共振指纹序列向感兴趣区域进行磁共振成像,得到所述感兴趣区域的磁共振信号。在其它实施例中,所述步骤110包括基于现有的磁共振序列向感兴趣区域进行磁共振成像,得到所述感兴趣区域的磁共振信号。
步骤120,根据所述磁共振信号重建磁共振图像。可选地,重建得到的磁共振图像可以是感兴趣区域的组织参数图,例如可以是T1图、T2图、质子密度图以及扩散定量图等。
可选地,所述步骤120包括:
使用螺旋采样方法对各时刻的所述磁共振信号的K空间进行采样得到各时刻的螺旋轨迹;
对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿;
使用非均匀采样的快速傅里叶变换(Non-uniform Fast Fourier Transform,NUFFT)算法对经过密度补偿后的所述螺旋轨迹进行重建图像。
在本实施例中,对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿包括使用Voronoi法对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿。可选地,将螺旋轨迹中每个采样点分配到一个凸胞中,而各采样点所处的凸胞对应的面积即对应密度补偿因子。这个方法中如果不人为设置边界点,那么在轨迹本身的外部点划分出的凸胞面积会变成无穷大。所以要想实现有效的密度补偿计算,需要人为设置一些额外的边界点。此处选取k空间中离中心点最远点,按照此处的距离乘以1.05,然后以此为半径做圆。在圆上等距离取点作为边界点。然后根据增加边界点后的点集合计算出对应的凸胞面积。
步骤130,将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。
可选地,可将述磁共振图像分为多个部分,将多个部分中局部或全部分别与磁共振指纹字典进行匹配,得到各部分对应的感兴趣区域的温度值。
可选地,可根据磁共振图像,确定各部分对应的磁共振参数,将各部分对应的磁共振参数与磁共振指纹字典进行比对,以确定温度参数或者温度值。
在本实施例中,在步骤120中基于磁共振信号重建出了磁共振指纹图像,所述磁共振指纹图像包括120帧初始图像,选取初始图像中同一位置的像素点,120帧初始图像中同一位置的像素点构成信号向量X。将所述信号向量X与所述磁共振指纹字典进行比对,相似性最高的那一项信号向量所对应的磁共振参数T1、T2、Δω值就是所述信号向量X的标定值。
字典匹配从比较数学化的角度可以描述为如下过程:记字典所形成的矩阵为D,D中的第i行D(i)代表着第i种参数组合对应的信号,其内元素值均为复数,而第i行对应的参数组合为(T1(i),T2(i),Δf(i))。当我们已经得到实际采集得到的信号X之后(X是一列随时间变化的信号的值),其匹配到的字典项k应为
其中(a,b)表示a和b的欧式内积,而abs()表示对于向量中所有元素取模。对于一个给定的X,该式的数学意义在于找到从模角度看最为相似的信号。而后通过索引方法找到k对应的参数组合。
而对于图像重建过程,我们在采样中先得到一个数据矩阵S,其规模为n*t*c。其中n代表每次k空间中采样的点数,t代表在多少个时刻进行了Spiralk空间采样,而c代表了数据接收的通道数。在c的维度上可以把S写作S=(S(1),S(2),……,S(c)),其中S(i)均为二维矩阵。重建之前就会先把这多了不同通道进行融合有:
S’=(∑|S(i)|2)^0.5
得到的S’规模为n*t。记NUFFT算法的算子为T,第i幅图像为I(i),S’的第i行数据为S’(i),有
I(i)=T(S’(i))
由此可以得到一系列按时间排列的图像集I,取I中同一个像素点处不同图像的值即可得到之前提到的待匹配信号X。
在本实施例中,所述磁共振指纹字典中包括温度参数,所述温度参数为被扫描对象的温度参数,所述温度参数为变化值,所述温度参数为根据BHT模型计算得到的,经比对确定所述信号向量X对应于字典中的第项后,所述信号向量X对应的像素点对应的被扫描对象的温度值即为字典中第项的温度参数。
在其它实施例中,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,所述温度参数为固定值,所述温度参数为数据采集时的温度值。经比对确定所述信号向量X对应于字典中的第项,得到所述信号向量X的磁共振参数后,根据所述信号向量X的磁共振参数,基于磁共振成像中的参数与温度的关系,可反推出所述对应向量X对应的像素点对应的被扫描对象的温度值。
上述磁共振成像方法将磁共振指纹技术应用到温度成像中,利用生物热传导模型设计磁共振指纹序列并建立磁共振指纹字典,将温度作为一个参数加入到磁共振指纹技术中,从而通过将磁共振图像信号与磁共振指纹字典进行比对得到温度,效果更好,适应性更强。
应该理解的是,虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图3所示,提供了一种温度成像装置,包括:字典建立模块300、采集模块310、重建模块320和匹配模块330,其中:
字典建立模块300,用于建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数;
采集模块310,用于向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
重建模块320,用于根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
匹配模块330,将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到所述感兴趣区域身体部位的温度值。
在本实施例中,所述字典建立模块300用于:
建立生物热传导模型,得到被扫描对象的温度参数;
基于所述生物热传导模型和所述磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为变化值。
在本实施例中,所述匹配模块330用于:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的所述感兴趣区域的温度值,所述各部分对应的所述感兴趣区域的温度值为所述磁共振指纹字典中的对应温度参数。
在其它实施例中,所述字典建立模块300还用于:
基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为固定值。
在其它实施例中,所述匹配模块330还用于:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的磁共振参数;
根据各部分对应的磁共振参数判断各部分对应的感兴趣区域的温度值。
在本实施例中,所述字典建立模块300还用于:
基于磁共振指纹序列仿真给定参数物质的信号演化过程;
根据选定的参数组合计算所述信号演化过程中每次激发后采集到的信号强度,得到信号的演化曲线;
根据所述演化曲线确定信号向量,得到磁共振指纹字典。
在本实施例中,所述重建模块320用于:
使用螺旋采样方法对各时刻的所述磁共振信号的K空间进行采样得到各时刻的螺旋轨迹;
对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿;
使用非均匀采样的快速傅里叶变换算法对经过密度补偿后的所述螺旋轨迹进行重建图像。
关于温度成像装置的具体限定可以参见上文中对于温度成像方法的限定,在此不再赘述。上述温度成像装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行以实现一种温度成像方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图4中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数;
向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
建立生物热传导模型,得到被扫描对象的温度参数;
基于所述生物热传导模型和所述磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为变化值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的所述感兴趣区域的温度值,所述各部分对应的所述感兴趣区域的温度值为所述磁共振指纹字典中的对应温度参数。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为固定值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的磁共振参数;
根据各部分对应的磁共振参数判断各部分对应的感兴趣区域的温度值。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
基于磁共振指纹序列仿真给定参数物质的信号演化过程;
根据选定的参数组合计算所述信号演化过程中每次激发后采集到的信号强度,得到信号的演化曲线;
根据所述演化曲线确定信号向量,得到磁共振指纹字典。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
使用螺旋采样方法对各时刻的所述磁共振信号的K空间进行采样得到各时刻的螺旋轨迹;
对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿;
使用非均匀采样的快速傅里叶变换算法对经过密度补偿后的所述螺旋轨迹进行重建图像。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数;
向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
建立生物热传导模型,得到被扫描对象的温度参数;
基于所述生物热传导模型和所述磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为变化值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的所述感兴趣区域的温度值,所述各部分对应的所述感兴趣区域的温度值为所述磁共振指纹字典中的对应温度参数。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
基于磁共振指纹序列得到磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括被扫描对象的温度参数,温度参数为固定值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到各部分对应的磁共振参数;
根据各部分对应的磁共振参数判断各部分对应的感兴趣区域的温度值。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
基于磁共振指纹序列仿真给定参数物质的信号演化过程;
根据选定的参数组合计算所述信号演化过程中每次激发后采集到的信号强度,得到信号的演化曲线;
根据所述演化曲线确定信号向量,得到磁共振指纹字典。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
使用螺旋采样方法对各时刻的所述磁共振信号的K空间进行采样得到各时刻的螺旋轨迹;
对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿;
使用非均匀采样的快速傅里叶变换算法对经过密度补偿后的所述螺旋轨迹进行重建图像。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
上述温度成像方法、装置、计算机设备和存储介质,将磁共振指纹技术应用到温度成像中,利用生物热传导模型设计磁共振指纹序列并建立磁共振指纹字典,将温度作为一个参数加入到磁共振指纹技术中,从而通过将磁共振图像信号与磁共振指纹字典进行比对得到温度,效果更好,适应性更强。另外,本发明可以更快速地在k空间进行采样,同时保证图像质量,从而解决传统温度成像实时性不高的问题。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种温度成像方法,其特征在于,所述方法包括:
建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数,所述温度参数为变化值,其中所述变化值为通过生物热传导模型预计的温度变化趋势;
向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到对应的所述感兴趣区域的温度值的步骤包括:
将所述磁共振指纹图像各部分分别与所述磁共振指纹字典进行比对,得到所述各部分对应的所述感兴趣区域的温度值,所述各部分对应的所述感兴趣区域的温度值为所述磁共振指纹字典中的对应温度参数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述建立磁共振指纹字典的步骤包括:
基于磁共振指纹序列仿真给定参数物质的信号演化过程;
根据选定的参数组合计算所述信号演化过程中每次激发后采集到的信号强度,得到信号的演化曲线;
根据所述演化曲线确定信号向量,得到磁共振指纹字典。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像包括:
使用螺旋采样方法对各时刻的所述磁共振信号的K空间进行采样得到各时刻的螺旋轨迹;
对各时刻的所述螺旋轨迹进行密度补偿;
使用非均匀采样的快速傅里叶变换算法对经过密度补偿后的所述螺旋轨迹进行重建图像。
5.一种温度成像装置,其特征在于,所述装置包括:
字典建立模块,用于建立磁共振指纹字典,所述磁共振指纹字典包括预设磁共振指纹序列对应的磁共振参数和温度参数,所述温度参数为变化值,其中所述变化值为通过生物热传导模型预计的温度变化趋势;
采集模块,用于向感兴趣区域施加磁共振指纹序列,以得到所述感兴趣区域的磁共振信号;
重建模块,用于根据所述磁共振信号重建所述感兴趣区域的磁共振图像;
匹配模块,将所述磁共振图像与所述磁共振指纹字典进行匹配,得到所述感兴趣区域身体部位的温度值。
6.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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