[发明专利]温度成像方法及系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及磁共振技术，特别是涉及一种温度成像方法及技术。

【背景技术】

微创性热疗方法越来越广泛地应用于良恶性实体肿瘤的治疗中，其机制是利用高强度聚焦超声将肿瘤组织的温度在瞬间提高到60℃以上，进而导致肿瘤细胞损伤和组织凝固坏死。在实施微创性热疗方法时需要加热到60℃以上才能使肿瘤细胞坏死，但是加热温度必需控制在100℃以内，否则组织会被碳化且难以代谢吸收，在保证肿瘤细胞被完全杀死的同时使正常细胞免受或少受伤害，监控温度成像成为实现安全治疗的基本保障，而基于磁共振的温度成像具有高分辨率和无创性实时监测温度的特性，成了最为合适的监控工具。

磁共振温度成像原理大致分为以下几种：(1)纵向弛豫时间(T1 relaxation time)；(2)分子弥散系数(molecular diffusion constant)与温度的关系；(3)质子共振频率(proton resonance frequency，简称PRF)偏移与温度的关系。其中，基于质子共振频率偏移的温度成像发展得最为成熟，是通过对梯度回波序列图像中的相位改变进行计算从而得到温度的改变，需要在加热前获取一组相位图像作为参考，加热中获取得到的相位图像都将减去这组参考图像进行温度的计算。

然而，在利用高强度聚焦超声进行热消融肿瘤的治疗过程中，组织的移动是不可避免的，这将会导致治疗前采集的参考图像和治疗过程中得到的温度变化图像之间位置信息失配，从而引起温度测量的误差。因此，为了克服这一问题，无参考的基于质子共振频率偏移的温度成像被提出，该方法从加热过程中获取的图像估计得到参考相位，从每一相位图中估计参考相位消除了每一相位图与参考相位之间的错误配准。但是在相位图中相位卷绕是非常常见的，解卷绕是无参考的基于质子共振频率偏移的温度成像的第一步，每一相位图像在进行温度计算之前都需要经过解卷绕处理，而解卷绕计算是相当耗时的，达不到温度成像对实时性的要求，特别是临床应用中有可能因为不能实时的监控温度导致温度过高将使得正常细胞受到损害，治疗效果也随之降低。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能提高计算速度的温度成像方法。

此外，还有必要提供一种能提高计算速度的温度成像系统。

一种温度成像方法，包括如下步骤：

获取卷绕相位图像；

对所述卷绕相位图像进行差分得到相位差分图；

从所述卷绕相位图像中提取测量区域的原始相位，并根据所述原始相位和相位差分图得到参考相位；

根据所述原始相位和参考相位之间的复数差得到测量区域的温度图像。

优选地，所述对所述卷绕相位图像进行差分得到相位差分图的步骤为：

获取卷绕相位图像中相位的多项式模型；

将所述多项式模型进行差分替代得到相位差分图。

优选地，所述将所述多项式模型进行差分替代得到相位差分图的步骤为：

按照卷绕相位图像的坐标轴方向分别对多项式模型进行差分处理得到与坐标轴方向相对应的相位差分图。

优选地，所述根据所述原始相位和相位差分图得到参考相位的步骤为：

通过所述与坐标轴方向相对应的相位差分图进行多项式拟合构造系数模型；

通过相位差分图的数值积分恢复出测量区域的相位图；

根据所述相位图和原始相位得到零阶多项式系数，并通过所述系数模型和零阶多项式系数计算得到参考相位。

优选地，所述通过所述与坐标轴方向相对应的相位差分图进行多项式拟合构造系数模型的步骤包括：

在所述与坐标轴方向相对应的相位差分图提取参考区域的数据以及相位，并通过最小二乘法进行拟合得到与坐标轴对应的多项式系数；

将所述与坐标轴对应的多项式系数构造成系数模型。

一种温度成像系统，包括：

图像获取模块，用于获取卷绕相位图像；

处理模块，用于对所述卷绕相位图像进行差分得到相位差分图；

运算模块，用于从卷绕相位图像中提取测量区域的原始相位，并根据所述原始相位和相位差分图得到参考相位；

成像模块，用于根据所述原始相位和参考相位之间的复数差得到测量区域的温度图像。

优选地，所述处理模块包括：

多项式获取单元，用于获取卷绕相位图像中相位的多项式模型；

差分替代单元，用于将所述多项式模型进行差分替代得到相位差分图。