[发明专利]一种基于三维稳态自由进动的磁共振成像测温方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物组织测温方法，特别是涉及一种基于三维稳态自由进动的磁共振成像测温方法。

背景技术

肿瘤热疗技术如射频消融(RFA)，高强度聚焦超声(HIFU)等技术，已成为非常具有前景的肿瘤治疗方法。治疗区域组织温度分布是直接决定热疗效果的重要参数，实时准确的边行深部无创测温是目前制约肿瘤热疗进一步发展的一项关键技术。近年来利用磁共振成像(MRI)进行无创测温，正受到越来越多的重视。因为在磁共振系统中的磁场的作用下，组织温度的变化会引起组织的水分子中质子的共振频率、组织平衡磁化强度M₀和组织纵向弛豫特性参数T₁等发生改变，因此利用磁共振测得的这些组织性质就能得到组织的温度图像，由此实现对组织空间温度分布及变化的监测。

由磁共振成像测温方法获取的温度图像的时间分辨率和测温精度与磁共振成像测温所选择的成像序列有很大关系。目前，在利用磁共振成像测温时可以采用自旋回波序列(spin-echo，简称SE)、稳态梯度回波序列(gradient recalledacquisition in the steady state，简称GRASS)、破坏梯度回波序列(spoiledgradient recalled echo，简称SPGR)以及三维稳态自由进动序列(3Dsteady-state free-precession，简称3D-SSFP)等多种序列。其中，自旋回波序列是作组织的纵向弛豫特性参数T₁加权成像的常规序列，此种序列对静态磁场的不均匀性带来的影响不敏感，但成像速度比较慢；稳态梯度回波序列由于可进行小角度激发，因此其成像速度稍快，但是此种序列对静态磁场不均匀度带来的影响比较敏感，而且小角度激发产生的信噪比较低；破坏梯度回波序列的成像速度虽然比较快，但是仍然受磁场均匀度的影响较大，上述这三种序列各有利弊，而且都存在测温精度不高的缺陷。上面所提到的3D-SSFP序列测温精度最高，且具有成像速度快、单位时间信噪比(signal to noise ration，简称SNR)高、运动伪影小等优点，近年来在磁共振成像测温中被广泛采用。

采用基于3D-SSFP序列的磁共振成像对待测组织进行测温原理为：生物组织的纵向弛豫特性参数T₁和横向弛豫特性参数T₂为组织的特性参数，首先根据待测组织的纵向弛豫特性参数T₁和横向弛豫特性参数T₂确定3D-SSFP序列的重复时间T_R。在3D-SSFP序列中重复时间T_R一般小于10ms的范围内取值，大多数生物组织中当T_R处在上述范围内时均满足T_R＜＜T₁，T₂的条件。由3D-SSFP序列成像原理可知，在一定的反转角α下，可以采集到待测组织的二维图像I。图像I上单点的值可以表示为对应于待测组织上的该点的稳态信号强度S(T)。组织的稳态信号强度S(T)以组织的温度T为变量，满足以下公式：

S(T)=12M0(T)T2/T1(T)---(1)]]>