[发明专利]预先评估MR下有源植入物周围组织温度的方法和MRI系统

说明书

本发明涉及一种预先评估MR下有源植入物周围组织温度的方法，该方法适用于磁共振成像系统，该磁共振成像系统用于产生测温序列、测试序列和待扫描序列，该方法包括：步骤S20，实施测试序列前，采用测温序列进行M次测温，M≥1；步骤S30，实施测试序列，过程中采用测温序列进行N次测温，N≥0；步骤S40，实施测试序列后，采用测温序列进行P次测温，P≥1；以及步骤S50，根据测试序列的射频能量关联参数和待扫描序列的射频能量关联参数计算安全指标，与阈值进行比较，若安全，则进行扫描，否则，拒绝扫描。

技术领域

本发明涉及医疗器械相关技术领域，尤其，涉及一种基于磁共振 ((MagneticResonance,MR)测温技术的预先评估MR下有源植入物周围组织温度的方法和采用该方法的磁共振成像系统。

背景技术

磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging,MRI)与其他成像技术 (如X射线、CT等)相比，有着比较显著的优势：磁共振成像更为清晰，对软组织有很高的分辨力，而且对人体无电离辐射损伤。所以，磁共振成像技术被广泛地应用于现代医学的临床诊断之中。据估计，如今全球每年至少有 6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。

MRI工作时会有三个磁场发挥作用。一个高强度的均匀静磁场B₀,一个梯度场G以及用于激发核磁共振信号的射频(RF)磁场。具体成像过程简述如下：首先，在静磁场B₀的作用下，人体内的氢原子核沿着静磁场方向发生进动，根据Larmor定理，氢核进动频率为ω＝γB，其中ω为进动频率，γ为旋磁比，B为磁场强度；即进动的频率与磁场强度成正比。为了激发特定层面内的信号，在静磁场方向上施加梯度场G_z，使得不同层的空间位置上具有不同的磁场强度；同时施加一定频率一定带宽的射频场RF，RF信号的频率和带宽与选层空间内的Larmor频率相对应，因此只有选层方向上特定层内的组织中的氢核才能被激发，产生信号。信号被激发后开始不断衰减，通过射频磁场和梯度磁场的组合，可以使激发的核磁信号出现局部峰值，称为回波；通常在回波出现的时间前后进行信号采集。在被激发的层内，为了区分不同位置的信号，使用相位编码和频率编码梯度场对信号进行空间位置编码。在信号读出前，沿静磁场方向叠加相位编码梯度磁场(磁场梯度通常沿 y轴)，持续一定时间后关闭，此时相位编码方向上不同位置信号具有不同的相位。紧接着进行频率编码，类似地在频率编码方向上施加梯度磁场(频率编码梯度方向通常沿x轴)，使得频率编码方向上，不同位置的信号具有不同的频率。经过上述空间编码过程，信号的相位和频率就包含了信号的空间位置信息，而信号的强度反映了该位置上人体组织的解剖结构或生理状态。在频率编码的同时，开始信号采集：在N个等距时间步骤中读取磁共振信号，将得到的数据存在k空间的一行。接着重复上述过程，只需要在相位编码阶段选取不同的梯度场G_y强度，将读取的数据作为k空间的另一行存在相应的位置，直至k空间被填满。这样，总共得到一个具有N×N个数据点的数字矩阵，从中可以通过二维傅里叶变换在图像空间内构造一幅图像。

如果患者体内安装有植入式医疗器械(Implantable Medical Device, IMD)，例如：心脏起搏器、除颤器、迷走神经刺激器、脊髓刺激器、脑深部电刺激器等的话，MRI工作时所需使用的三个磁场可能会给患者带来很大的安全风险。其中最重要的一个隐患是植入式医疗器械在射频场中的感应发热，特别是对于那些带有细长导电结构，典型的如脑深部电刺激器延长导线和电极导线，心脏起搏器电极线。体内装有这些植入式医疗器械的患者在进行MRI扫描的时候，在细长导电结构尖端与组织接触的部位可能会出现严重的温升，这样的温升可能会对患者造成严重的伤害。然而，大部分植入IMD 的患者在器械寿命周期内需要进行MRI检查，而射频磁场感应带来的安全隐患导致这部分病人被拒绝进行检查。

射频磁场下细长导电结构的感应受热的原因是细长导电结构与射频磁场之间的耦合。细长导电结构与射频磁场之间的耦合在细长导电结构中产生感应电流，感应电流主要通过导电结构尖端与人体组织接触的部分输送到组织中，形成感生电场集中分布。人体组织电阻率较高，会产生较多的焦耳热。