CN116158750A - 一种磁共振温度成像方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁共振温度成像方法及系统,具体涉及磁共振温度成像技术领域,用于解决现有的不能全面准确地对磁共振成像过程中存在的安全问题进行预警的问题;包括处理器以及与处理器通讯连接的数据采集模块、数据分析模块、预警模块以及数据存储模块;包括处理器以及与处理器通讯连接的数据采集模块、数据分析模块、预警模块以及数据存储模块;系统发出停止磁共振温度成像预警信号;医疗人员能够快速响应系统发出的停止磁共振温度成像预警信号,医疗人员可以立即停止磁共振温度成像,进一步降低磁共振温度成像过程中发生意外的可能性,并对患者进行身体检查,以保障患者的安全,也能及时发现磁共振设备的问题,及时检修磁共振设备。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振温度成像技术领域,更具体地说,本发明涉及一种磁共振温度成像方法及系统。
背景技术
磁共振温度成像(MRTI,Magnetic Resonance Temperature Imaging)是一种基于磁共振成像(MRI)的医学成像技术,可以用来监测和记录治疗期间的温度变化。磁共振温度成像技术利用MRI技术,将不同温度下的磁共振信号强度进行对比分析,从而生成与温度相关的图像。
但是,在磁共振成像过程中,患者处于高强度的磁场和无线电波中,如果设备出现故障或操作不当,可能会对患者造成严重的伤害,现有技术不能结合多方面因素进行考虑,不能全面准确地对磁共振成像过程中存在的安全问题进行预警,从而对患者和磁共振设备造成不可挽回的损失。
为了解决上述问题,现提供一种技术方案。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种磁共振温度成像方法及系统以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种磁共振温度成像方法,包括如下步骤:
步骤S1:获取磁共振设备性能信息,根据磁共振设备性能信息计算磁共振设备性能评估系数,由磁共振设备性能评估系数判断磁共振设备对磁共振温度成像的不利影响情况;
步骤S2:获取磁共振温度成像外界影响信息,根据磁共振温度成像外界影响信息计算外界评估系数,由外界评估系数判断磁共振温度成像过程中外界对磁共振温度成像的不利影响情况;
步骤S3:由磁共振设备性能评估系数和外界评估系数计算磁共振温度成像预警系数,根据磁共振温度成像预警系数判断是否发出停止磁共振温度成像预警信号。
在一个优选的实施方式中,在步骤S1中,磁共振设备性能信息包括磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值;
将磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值分别标记为Ms、Mu、Sr、Ps、St;
将磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值归一化处理,计算磁共振设备性能评估系数,其表达式为:;式中,/>为磁共振设备性能评估系数,/>分别为磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值的预设比例系数;设定磁共振设备性能评估系数临界阈值,将磁共振设备性能评估系数临界阈值标记为/>;当磁共振设备性能评估系数大于磁共振设备性能评估系数临界阈值,系统发出磁共振设备预警信号。
在一个优选的实施方式中,在步骤S2中,磁共振温度成像外界影响信息包括环境信息和生理信息;环境信息包括室内温度偏差值和干扰信噪比;生理信息包括:患者体温偏差值和患者心率偏差值;
分别将室内温度偏差值、干扰信噪比、患者体温偏差值以及患者心率偏差值标记为;将室内温度偏差值、干扰信噪比、患者体温偏差值以及患者心率偏差值归一化处理,计算外界评估系数,其表达式为:/>;式中,/>为外界评估系数,/>分别为室内温度偏差值、干扰信噪比、患者体温偏差值以及患者心率偏差值的预设比例系数;设定外界评估系数临界阈值,将外界评估系数临界阈值标记为/>;当外界评估系数大于外界评估系数临界阈值,系统发出外界预警信号。
在一个优选的实施方式中,在步骤S3中,计算磁共振温度成像预警系数,其表达式为:;式中,/>为磁共振温度成像预警系数,/>分别为磁共振设备性能评估系数与磁共振设备性能评估系数临界阈值之比、外界评估系数与外界评估系数临界阈值之比的预设比例系数;
设定磁共振温度成像预警系数临界阈值,当磁共振温度成像预警系数大于磁共振温度成像预警系数临界阈值,系统发出停止磁共振温度成像预警信号。
在一个优选的实施方式中,一种磁共振温度成像系统,包括处理器以及与处理器通讯连接的数据采集模块、数据分析模块、预警模块以及数据存储模块;
数据采集模块用于获取磁共振设备性能信息和磁共振温度成像外界影响信息,将获取到的信息发送至数据分析模块进行分析处理,并将获取到的信息发送至数据存储模块进行存储;
数据分析模块接收到数据采集模块发送的信息后,通过处理器调用数据存储模块内部存储的数据对磁共振设备性能评估系数和外界评估系数进行分析处理,计算磁共振温度成像预警系数,并将磁共振温度成像预警系数发送至预警模块;
预警模块根据接收的磁共振温度成像预警系数,对磁共振温度成像过程的安全状态进行预警;
数据存储模块用于磁共振温度成像过程的监测数据。
本发明一种磁共振温度成像方法及系统的技术效果和优点:
通过归一化处理计算磁共振温度成像预警系数,对磁共振温度成像预警系数和磁共振温度成像预警系数临界阈值进行比较,当磁共振温度成像预警系数大于磁共振温度成像预警系数临界阈值时,系统发出停止磁共振温度成像预警信号,从而减少磁共振温度成像过程中发生意外的风险;医疗人员能够快速响应系统发出的停止磁共振温度成像预警信号,立即停止磁共振温度成像,进一步降低磁共振温度成像过程中发生意外的可能性,并对患者进行身体检查,以保障患者的安全,也能及时发现磁共振设备的问题,及时检修磁共振设备。
附图说明
图1为本发明一种磁共振温度成像方法示意图;
图2为本发明一种磁共振温度成像系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
图1给出了本发明一种磁共振温度成像方法示意图,一种磁共振温度成像方法,其包括如下步骤:
步骤S1:获取磁共振设备性能信息,根据磁共振设备性能信息计算磁共振设备性能评估系数,由磁共振设备性能评估系数判断磁共振设备对磁共振温度成像的不利影响情况。
步骤S2:获取磁共振温度成像外界影响信息,根据磁共振温度成像外界影响信息计算外界评估系数,由外界评估系数判断磁共振温度成像过程中外界对磁共振温度成像的不利影响情况。
步骤S3:由磁共振设备性能评估系数和外界评估系数计算磁共振温度成像预警系数,根据磁共振温度成像预警系数判断是否发出停止磁共振温度成像预警信号。
在步骤S1中,获取磁共振设备性能信息,磁共振设备性能信息获取在磁共振温度成像过程中磁共振设备的相关参数;磁共振设备性能信息包括磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值。
将磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值分别标记为Ms、Mu、Sr、Ps、St。
设定磁共振设备性能评估系数临界阈值,将磁共振设备性能评估系数临界阈值标记为;当磁共振设备性能评估系数大于磁共振设备性能评估系数临界阈值,此时磁共振设备对磁共振温度成像的不利影响较大,系统发出磁共振设备预警信号,医疗人员根据磁共振设备预警信号,关停磁共振设备,并安排专业技术人员对磁共振设备进行检修,直到磁共振设备性能评估系数小于等于磁共振设备性能评估系数临界阈值,磁共振设备再投入使用。
当磁共振设备性能评估系数小于等于磁共振设备性能评估系数临界阈值,此时磁共振设备对磁共振温度成像的不利影响较小,不采取措施。
其中:
磁场强度偏差值:磁场强度是在磁共振温度成像过程中,使用磁场探头或磁场测量仪器进行实际测量,磁场强度越高,磁场越均匀,图像质量也就越好,但是,磁场强度越高,设备和成像的费用也就越高,同时也可能对患者的安全性产生影响;设定磁场强度最优阈值,磁场强度最优阈值为综合考虑图像质量和患者的安全性所得出,此处不再赘述;磁场强度偏差值为磁场强度与磁场强度最优阈值的偏差值,磁场强度偏差值越小,磁共振温度成像综合效果越好。
磁场均匀度:在磁共振温度成像中,磁场均匀度的计算通常是通过对同一区域内的多个数据点进行测量并计算磁场偏差的标准差来实现的;磁场均匀度越高,图像的空间分辨率和对比度都会得到提高,从而可以更准确地显示组织的结构和病变区域,此外,高磁场均匀度还可以减少图像中的畸变和伪影,提高成像的准确性和可靠性。
信号噪声比:信号噪声比为磁共振图像中的信号与背景噪声之比;信号噪声比越高,图像的质量就越好,对于磁共振温度成像,信噪比越高就能够更加准确地检测出温度变化。
磁共振频率偏差值:磁共振频率指磁共振成像的工作频率,一般用于指示磁共振成像所用的核磁共振系统的工作频率,磁共振频率通过使用高精度的频率计或者磁共振谱仪进行测量;较高的磁共振频率可以提高图像的空间分辨率和信噪比,但同时也会带来一些问题,如局部热升高和梯度线圈感应电流增加等;设定磁共振频率最优阈值,磁共振频率偏差值为磁共振频率与磁共振频率最优阈值的偏差值。
扫描时间偏差值:磁共振温度成像过程中,较长的扫描时间可以提高图像的空间分辨率,但也会增加患者的不适和对设备的磨损;故设定扫描时间最优阈值,扫描时间最优阈值为综合考虑图像质量和患者的安全性所得出,此处不再赘述;扫描时间偏差值为扫描时间与扫描时间最优阈值的偏差值。
在步骤S2中,获取磁共振温度成像外界影响信息,磁共振温度成像外界影响信息包括环境信息和生理信息;环境信息包括室内温度偏差值和干扰信噪比;生理信息包括:患者体温偏差值和患者心率偏差值。
设定外界评估系数临界阈值,将外界评估系数临界阈值标记为;当外界评估系数大于外界评估系数临界阈值,此时,磁共振温度成像过程中外界对磁共振温度成像的不利影响较大,系统发出外界预警信号,医疗人员根据外界预警信号,停止磁共振温度成像过程,将室内温度调整到合适温度,避免温度波动过大,检查外界的电磁干扰,并安排技术人员消除电磁干扰;稳定患者情绪,使得患者的体温和心率保持在正常范围。
当外界评估系数小于等于外界评估系数临界阈值,此时,磁共振温度成像外界对磁共振温度成像的不利影响较小,无需采取措施。
其中:
室内温度偏差值:室内温度偏差值为磁共振设备所处室内的温度值与磁共振温度成像开始时的室内温度的偏差值,其中磁共振温度成像开始时的室内温度须在调整为有利于磁共振温度成像的温度后,再开始磁共振温度成像;室内温度偏差值越大,对磁共振温度成像的效果就越差。
干扰信噪比:干扰信噪比是用来评估磁共振成像中的电磁干扰对信号质量的影响程度,它可以通过将包含干扰的图像与不包含干扰的基准图像进行比较,得到其噪声的差异来计算,干扰信噪比的获取中需使用到磁场干扰测试仪和电磁辐射测试仪,此处不再赘述;干扰信噪比越高,说明干扰信号占据了较大的信号能量,使得磁共振信号的信噪比降低,从而影响磁共振温度成像质量。
患者体温偏差值:患者体温偏差值为患者体温与磁共振温度成像开始时的患者体温的偏差值,其中磁共振温度成像开始时的患者体温须在健康体温状态下,再开始磁共振温度成像;患者体温偏差值越大,患者的健康状态越差,有磁共振温度成像的不良反应,损害患者的健康。
患者心率偏差值:患者心率偏差值为患者心率与磁共振温度成像开始时的患者心率的偏差值,其中磁共振温度成像开始时的患者心率须在健康稳定的心率状态下,再开始磁共振温度成像;患者心率偏差值越大,患者的健康状态越差,有磁共振温度成像的不良反应,损害患者的健康。
在步骤S3中,单一考虑步骤S1中的磁共振设备性能信息或单一考虑步骤S3中的磁共振温度成像外界影响信息无法全面地对磁共振温度成像过程的安全状态进行预警;例如,当磁共振设备性能评估系数小于等于磁共振设备性能评估系数临界阈值和当外界评估系数小于等于外界评估系数临界阈值,此时,对磁共振温度成像的不利影响都较小,但不代表没有影响,仅单一地通过磁共振设备性能评估系数或外界评估系数无法精准全面地对磁共振温度成像过程进行预警,从而判断是否能进行磁共振温度成像,避免患者因为温度成像问题而受到额外的损伤或者延误治疗的时间,保障磁共振设备的安全;故步骤S3将磁共振设备性能评估系数和外界评估系数综合分析。
设定磁共振温度成像预警系数临界阈值,当磁共振温度成像预警系数大于磁共振温度成像预警系数临界阈值,此时磁共振温度成像过程的安全状态较差,系统发出停止磁共振温度成像预警信号,医疗人员根据停止磁共振温度成像预警信号,立即停止磁共振温度成像,并安排技术人员对磁共振设备进行检查,同时对患者进行身体检查,稳定患者体征;在恢复磁共振设备后,在日后的使用中还要对磁共振设备进行维护和保养,包括清洁和校准等工作,确保设备的正常运行;同时,应该对患者进行更加细致地监测和观察,及时处理可能出现的异常情况,并做好相关记录;进行事故报告和记录,并及时通知相关管理部门,确保类似事故不再发生。
当磁共振温度成像预警系数小于等于磁共振温度成像预警系数临界阈值,此时磁共振温度成像过程的安全状态良好,系统不发出信号,无需采取措施。
通过归一化处理计算磁共振温度成像预警系数,对磁共振温度成像预警系数和磁共振温度成像预警系数临界阈值进行比较,当磁共振温度成像预警系数大于磁共振温度成像预警系数临界阈值时,系统可以自动发出停止磁共振温度成像预警信号,从而减少磁共振温度成像过程中发生意外的风险;医疗人员能够快速响应系统发出的停止磁共振温度成像预警信号,医疗人员可以立即停止磁共振温度成像,进一步降低磁共振温度成像过程中发生意外的可能性,并对患者进行身体检查,以保障患者的安全,也能及时发现磁共振设备的问题,及时检修磁共振设备。
实施例2
本发明实施例2与实施例1的区别在于,本实施例是对一种磁共振温度成像系统进行介绍。
图2给出了本发明一种磁共振温度成像系统的结构示意图,其包括处理器以及与处理器通讯连接的数据采集模块、数据分析模块、预警模块以及数据存储模块。
处理器可以用于处理来自一种磁共振温度成像系统的至少一个组件或外部数据源(如云数据中心)的数据和/或信息。在一些实施例中,处理器可以是本地或远程的。例如,处理器可以通过网络从数据存储设备、终端设备和/或数据采集设备中访问信息和/或数据。又例如,处理器可以直接连接到数据存储设备、终端设备和/或数据采集设备,以访问信息和/或数据。在一些实施例中,处理器可以在云平台上实现。例如,云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等或其任意组合。
数据采集模块用于获取磁共振设备性能信息和磁共振温度成像外界影响信息,将获取到的信息发送至数据分析模块进行分析处理,并将获取到的信息发送至数据存储模块进行存储。
数据分析模块接收到数据采集模块发送的信息后,通过处理器调用数据存储模块内部存储的数据对磁共振设备性能评估系数和外界评估系数进行分析处理,计算磁共振温度成像预警系数,并将磁共振温度成像预警系数发送至预警模块。
预警模块根据接收的磁共振温度成像预警系数,对磁共振温度成像过程的安全状态进行预警。
数据存储模块用于磁共振温度成像过程的监测数据。
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
上述实施例,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时,上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络,或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD),或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件,或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其他的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种磁共振温度成像方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:获取磁共振设备性能信息,根据磁共振设备性能信息计算磁共振设备性能评估系数,由磁共振设备性能评估系数判断磁共振设备对磁共振温度成像的不利影响情况;
步骤S2:获取磁共振温度成像外界影响信息,根据磁共振温度成像外界影响信息计算外界评估系数,由外界评估系数判断磁共振温度成像过程中外界对磁共振温度成像的不利影响情况;
步骤S3:由磁共振设备性能评估系数和外界评估系数计算磁共振温度成像预警系数,根据磁共振温度成像预警系数判断是否发出停止磁共振温度成像预警信号。
2.根据权利要求1所述的一种磁共振温度成像方法,其特征在于:在步骤S1中,磁共振设备性能信息包括磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值;
将磁场强度偏差值、磁场均匀度、信号噪声比、磁共振频率偏差值以及扫描时间偏差值分别标记为Ms、Mu、Sr、Ps、St;
3.根据权利要求2所述的一种磁共振温度成像方法,其特征在于:在步骤S2中,磁共振温度成像外界影响信息包括环境信息和生理信息;环境信息包括室内温度偏差值和干扰信噪比;生理信息包括:患者体温偏差值和患者心率偏差值;分别将室内温度偏差值、干扰信噪比、患者体温偏差值以及患者心率偏差值标记为;将室内温度偏差值、干扰信噪比、患者体温偏差值以及患者心率偏差值归一化处理,计算外界评估系数,其表达式为:/>;式中,/>为外界评估系数,/>分别为室内温度偏差值、干扰信噪比、患者体温偏差值以及患者心率偏差值的预设比例系数,其中;设定外界评估系数临界阈值,将外界评估系数临界阈值标记为/>;当外界评估系数大于外界评估系数临界阈值,系统发出外界预警信号。
5.一种磁共振温度成像系统,用于实现权利要求1-4任一项所述的一种磁共振温度成像方法,其特征在于:包括处理器以及与处理器通讯连接的数据采集模块、数据分析模块、预警模块以及数据存储模块;
数据采集模块用于获取磁共振设备性能信息和磁共振温度成像外界影响信息,将获取到的信息发送至数据分析模块进行分析处理,并将获取到的信息发送至数据存储模块进行存储;
数据分析模块接收到数据采集模块发送的信息后,通过处理器调用数据存储模块内部存储的数据对磁共振设备性能评估系数和外界评估系数进行分析处理,计算磁共振温度成像预警系数,并将磁共振温度成像预警系数发送至预警模块;
预警模块根据接收的磁共振温度成像预警系数,对磁共振温度成像过程的安全状态进行预警;
数据存储模块用于磁共振温度成像过程的监测数据。
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