專利名稱:包括用相位圖表示和被用作為相位參考的參考媒體的mri測溫技術(shù)的制作方法
本發(fā)明涉及被安排成根據(jù)表示在第一時刻與第二時刻之間在物體內(nèi)局部溫度隨時間變化的過程中由進(jìn)行磁共振成像的物體發(fā)射的磁共振信號的圖像數(shù)據(jù)來計算溫度差值圖的設(shè)備，所述物體包括目標(biāo)媒體和參考媒體。
本發(fā)明還涉及到成像系統(tǒng)。
本發(fā)明另外還涉及到用于通過使用表示在第一時刻與第二時刻之間在物體內(nèi)局部溫度隨時間變化的過程中由進(jìn)行磁共振成像的物體發(fā)射的磁共振信號的圖像數(shù)據(jù)來計算溫度差值圖的方法，所述物體包括目標(biāo)媒體和參考媒體。
本發(fā)明還涉及到計算機(jī)系統(tǒng)。
在開頭段落這闡述的設(shè)備的實施例是從US 6,615,069獲知的。已知的設(shè)備被安排來校正在從單個測量值得到的絕對溫度圖上的空間相位誤差。經(jīng)相位校正的圖像隨后互相相減以產(chǎn)生溫度差值圖。為了提供獨(dú)立的絕對溫度圖，已知的設(shè)備被安排成通過根據(jù)在第一時刻和第二時刻得到的圖像數(shù)據(jù)組找出空間相位分布和溫度分布而執(zhí)行適當(dāng)?shù)南辔徽归_的復(fù)雜的步驟。特別地，在物體數(shù)據(jù)中的一個像素被規(guī)定為基本點(diǎn)，相鄰的相位被接連地與基本點(diǎn)比較，以便檢測一個其相位差變?yōu)榇笥陬A(yù)定的閾值的點(diǎn)。在這個點(diǎn)以外的區(qū)域被看作為反正切混淆，以及要在該區(qū)域中像素的相位上加上2π或從該像素的相位中減去2π。
已知的設(shè)備的缺點(diǎn)在于，僅僅消除在第一時刻和第二時刻時出現(xiàn)的恒定的相位誤差。在第一時刻和第二時刻之間在磁共振設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中出現(xiàn)的與時間有關(guān)的相位誤差沒有得到校正。
本發(fā)明的目的提供一種設(shè)備，藉助于該設(shè)備，在建立溫度差值圖之前消除恒定的相位誤差和與時間有關(guān)的相位誤差。
為此，按照本發(fā)明的設(shè)備包括一個計算單元，它被安排來i.訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第一時刻內(nèi)的目標(biāo)媒體的第一相位圖像；ii.訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第一時刻內(nèi)的參考媒體的第二相位圖像；iii.訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第二時刻內(nèi)的目標(biāo)媒體的第三相位圖像；iv.訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第二時刻內(nèi)的參考媒體的第四相位圖像；v.通過從目標(biāo)媒體的第三相位圖像中減去第一相位圖像而計算第一相位圖；vi.通過從參考媒體的第四相位圖像中減去第二相位圖像而計算第二相位圖；vii.根據(jù)與第二相位圖相減的第一相位圖計算溫度差值圖。
本發(fā)明的技術(shù)措施是基于這樣的觀點(diǎn)獲取物體尤其是人體內(nèi)的熱圖像的能力在許多醫(yī)療介入手術(shù)如特定吸收速率(SAR)管理、射頻消融控制、射頻低溫等等中有潛在的應(yīng)用，這里，尤其是用于SAR管理的溫度改變的動態(tài)范圍需要精確到約0.2度。對這種精度水平的熱成像可以通過使用質(zhì)子頻移(PFS)技術(shù)而達(dá)到。至今為止，得到對體內(nèi)應(yīng)用所需的溫度靈敏度的水平的可能性受阻于以下事實PFS方法是相位敏感的方法，它例如受BO漂移即在過程中病人體內(nèi)的墊片(shimming)變化的影響。這些現(xiàn)象可導(dǎo)致計算溫度差值圖的顯著的誤差。
本發(fā)明的目的是通過使用一個來自物體內(nèi)參考媒體的信號而達(dá)到的，作為用于跟蹤與溫度改變無關(guān)的系統(tǒng)不穩(wěn)定度的參考裝置，它不出現(xiàn)與溫度相關(guān)的頻移。對于人來說，已發(fā)現(xiàn)脂肪特別適合于被用作為參考媒體，而目標(biāo)媒體例如是軟組織。脂肪幾乎出現(xiàn)在身體的每個地方，這意味著它可以與目標(biāo)媒體所規(guī)定的同一個感興趣區(qū)域內(nèi)被成像。實際上，按照本發(fā)明，來自脂肪的信號被與水信號分界，并且被用作為參考以便校正由于例如病人的呼吸引起的容積(bulk)敏感度變化造成的B0頻移和墊片的改變引起的相位誤差。
為此，計算單元被安排成訪問第一相位圖像、第二相位圖像、第三相位圖像、和第四相位圖像，并使用它們來消除與時間有關(guān)的相位誤差。這些圖像可以通過使用適當(dāng)?shù)膱D像重建器根據(jù)圖像數(shù)據(jù)而重建。應(yīng)當(dāng)指出，也可設(shè)想安排計算單元去訪問可從遠(yuǎn)程得到的相應(yīng)的相位圖像。為此，可以使用互聯(lián)網(wǎng)和/或內(nèi)部網(wǎng)資源以及無線通信裝置。這個功能允許從很遠(yuǎn)的位置控制適當(dāng)?shù)尼t(yī)療過程。
優(yōu)選地，使用圖像采集方法，由此在第一時刻和第二時刻同時采集病人的解剖學(xué)的獨(dú)立的只有脂肪和只有水的二維圖像。一個適當(dāng)?shù)男蛄袑⒄請D4作更詳細(xì)地說明。替換地，脂肪圖像可以根據(jù)使用例如快速成像方法采集的單個圖像而得出，由此TE被安排成使得脂肪和水信號是同相的。只有脂肪的區(qū)域可以通過使用適當(dāng)?shù)谋旧硪阎慕M織分段算法來分界。只有脂肪的圖像還將用作為參考圖像。
按照本發(fā)明的設(shè)備的計算單元被安排成用來自參考媒體的信號去校正目標(biāo)媒體的圖像，因此不單消除恒定的相位誤差，而且也消除在第一時刻與第二時刻之間的期間內(nèi)出現(xiàn)的與時間有關(guān)的相位誤差。這個特性是基于這樣的觀點(diǎn)，即目標(biāo)媒體的圖像包含取決于所有的系統(tǒng)缺陷和溫度的相位演變。參考媒體的圖像包含取決于所有的系統(tǒng)缺陷的相位演變，但與溫度無關(guān)。因此，按照本發(fā)明的系統(tǒng)由于以下事實提供計算溫度差值圖的更魯棒的方法使用溫度不敏感的脂肪相位圖的相位信息消除了由系統(tǒng)缺陷引起的所有的寄生相位誤差。為了計算絕對溫度差值圖，與第二相位圖相減后的第一相位圖被除以回波時間TE、旋磁比值γ、主場強(qiáng)B0和目標(biāo)媒體的屏蔽常數(shù)α的乘積。
作為另外的優(yōu)點(diǎn)，驚喜地發(fā)現(xiàn)，通過計算第二相位圖和使用它來計算溫度差值圖，則來自目標(biāo)媒體的由第二媒體(例如脂肪)的不同的Larmor頻率造成的參考媒體的相移所引起的相位差也被消除。應(yīng)當(dāng)指出，總是在同一化學(xué)物類(species)內(nèi)處理相位差將會有效地消除該類別的DC頻率偏移。例如，如果水是處在0Hz以及脂肪是處在440Hz，則導(dǎo)致約50Hz的頻移的磁場隨時間的B0漂移將對水和脂肪分別產(chǎn)生50Hz和490Hz的新的諧振頻率。對于例如水減去相應(yīng)于不同時刻的兩個相位圖像，可判別50Hz的漂移。對于脂肪相位圖像進(jìn)行同樣的操作，也得出50Hz。因此，當(dāng)減去來自不同的化學(xué)物類的相位圖像時，有利的是只使用每種物類的相位差值圖像。
在按照本發(fā)明的設(shè)備的實施例中，該設(shè)備還包括被安排成把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到計算單元的輸入裝置，計算單元還被安排成計算第一相位圖像、第二相位圖像、第三相位圖像、和第四相位圖像。按照本發(fā)明的設(shè)備的輸入裝置優(yōu)選地被安排成去輸入通過使用磁共振設(shè)備采集的圖像數(shù)據(jù)和使得該數(shù)據(jù)對于計算單元是可得到的。通過安排計算單元計算各個相位圖像，可簡化按照本發(fā)明的設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明的設(shè)備的另一個實施例，計算單元還被安排來計算用于第一相位圖像和用于第二相位圖像的相應(yīng)的二進(jìn)制掩模(binarymasks)。
這個技術(shù)措施是基于這樣的觀點(diǎn)當(dāng)二進(jìn)制掩模圖像是根據(jù)目標(biāo)媒體和參考媒體的組合的幅度圖像的信號強(qiáng)度被規(guī)定時，在以后的計算期間的數(shù)字誤差可以被去除。掩模圖像優(yōu)選地在沒有檢測到信號的地方被定標(biāo)為0和在存在信號的地方被定標(biāo)為1。以后僅僅在存在信號的區(qū)域中執(zhí)行計算。這個技術(shù)措施提高了以后計算的精度和速度。
在按照本發(fā)明的設(shè)備的再一個實施例中，計算單元還被安排成用一個平滑函數(shù)來擬合第二相位圖像。
發(fā)現(xiàn)了最好是用二維表面來擬合第二相位圖像，優(yōu)選地使用加權(quán)的多項式擬合。最終得到的圖像具有整個二維視圖區(qū)域的連續(xù)的相位表面。
必須指出，在上述內(nèi)容的上下文中，術(shù)語圖像數(shù)據(jù)表示空間信息，并且其本質(zhì)是包括實部和虛部的復(fù)數(shù)。復(fù)數(shù)圖像數(shù)據(jù)可被表示為幅度圖像和相位圖像。對于這個數(shù)據(jù)的所有的數(shù)學(xué)運(yùn)算可以在復(fù)數(shù)域(使用實部和虛部數(shù)據(jù))或在極坐標(biāo)(使用幅度和相位)中進(jìn)行。優(yōu)選的是在復(fù)數(shù)域中進(jìn)行計算。另外，雖然按照本發(fā)明的設(shè)備的運(yùn)算是相對于二維圖像數(shù)據(jù)說明的，但也可以以類似的方式使用三維圖像數(shù)據(jù)。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然該方法是根據(jù)對相位圖像的數(shù)學(xué)運(yùn)算描述的，但最好通過使用等價的復(fù)數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算來執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，例如執(zhí)行復(fù)數(shù)圖像數(shù)據(jù)的除法，而不是圖像相位相減。于是計算最后的相位的步驟僅僅在最后的時刻才進(jìn)行。這使得由于反正切混淆引起的誤差的可能性最小化。
按照本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)包括如以上說明的按照本發(fā)明的設(shè)備和一個磁共振設(shè)備，它被安排來采集表明在第一時刻與第二時刻之間在物體內(nèi)局部溫度隨時間變化的過程中根據(jù)進(jìn)行磁共振成像的物體發(fā)射的磁共振信號的圖像數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的成像系統(tǒng)提供用于實時計算溫度差值圖的裝置，它可被有利地使用于控制某些醫(yī)療過程，如SAR管理、RF消融控制、RF低溫控制等。
在按照本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)的實施例中，磁共振設(shè)備還被安排成通過使用對目標(biāo)媒體和參考媒體的同時成像來采集圖像數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，具有適當(dāng)?shù)腡E的快速成像方法被使用來使得來自參考媒體和目標(biāo)媒體的信號是同相的。
在磁共振成像系統(tǒng)的另一個實施例中，磁共振設(shè)備還被安排成通過使用目標(biāo)媒體和參考媒體的相應(yīng)的磁共振圖像的交替采集來采集圖像數(shù)據(jù)。
這個實施例對于給可能活動的病人成像是特別有用的。通過提供交替的水/脂肪采集，成像系統(tǒng)確保在病人活動期間水和脂肪的可靠的空間對準(zhǔn)。這可通過以下事實來說明，在交替的水/脂肪圖像采集期間先采集來自水的k空間線，然后采集脂肪的k空間線，等等。這對于首先采集整個水的圖像然后獲取整個脂肪圖像的情形是不同的。在交替的脂肪和水的圖像的情形下，在水與脂肪圖像之間的有效延時正好是TR的時間，這通常約為10ms。當(dāng)采集整個水的圖像，隨后是整個脂肪圖像時，圖像之間的時間差可以大到幾十秒，這對于病人的活動是非常敏感的。
按照本發(fā)明的方法包括以下步驟-訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第一時刻內(nèi)的目標(biāo)媒體的第一相位圖像；-訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第一時刻內(nèi)的參考媒體的第二相位圖像；-訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第二時刻內(nèi)的目標(biāo)媒體的第三相位圖像；-訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第二時刻內(nèi)的參考媒體的第四相位圖像；-通過從目標(biāo)媒體的第三相位圖像中減去第一相位圖像而計算第一相位圖；-通過從參考媒體的第四相位圖像中減去第二相位圖像而計算第二相位圖；-根據(jù)與第二相位圖相減的第一相位圖計算溫度差值圖。
正如對于參考本發(fā)明的設(shè)備所說明的，通過把不存在與溫度有關(guān)的漂移的參考媒體分離開，能夠跟蹤磁共振成像設(shè)備的系統(tǒng)穩(wěn)定度。通過從第一相位圖中減去第二相位圖，則恒定的和與時間有關(guān)的兩種系統(tǒng)不穩(wěn)定度都被消除，從而產(chǎn)生一個精確的與溫度有關(guān)的圖。按照本發(fā)明的方法的示意性流程圖將參照圖5進(jìn)行討論。按照本發(fā)明的方法的另外的有利的實施例參照權(quán)利要求
10-13被闡述。
按照本發(fā)明的計算機(jī)程序被安排成包括使得處理器實行如在上面闡述的方法的步驟的指令。
下面參照附圖進(jìn)一步討論本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)。
圖1顯示按照本發(fā)明的設(shè)備的示意圖。
圖2顯示按照本發(fā)明的成像系統(tǒng)的示意圖。
圖3以示意的方式顯示磁共振設(shè)備的實施例。
圖4顯示適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)采集序列的示意圖。
圖5顯示按照本發(fā)明的方法的工作流程的方塊圖的示意圖。
圖1顯示按照本發(fā)明的設(shè)備的示意圖。設(shè)備1的核心由計算單元4形成，計算單元4被安排來按照本發(fā)明的方法訪問相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)和執(zhí)行計算步驟以產(chǎn)生溫度差值圖。相應(yīng)的相位圖像例如可以由圖像重建器5根據(jù)由輸入裝置2提供的圖像數(shù)據(jù)而計算，并且存儲在存儲單元8的文件3a中。替換地，各個相位圖像可以從遠(yuǎn)端源訪問。再替換地，相應(yīng)的相位圖像可以由計算單元4根據(jù)由輸入裝置2提供的圖像數(shù)據(jù)被計算出。計算單元的運(yùn)算優(yōu)選地由按照本發(fā)明的計算機(jī)程序所控制，這里適當(dāng)?shù)挠嬎悴襟E作為加到適當(dāng)?shù)奶幚砥鞯闹噶疃痪幊獭?br>輸入裝置2優(yōu)選地被安排成以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇邮瘴矬w的適當(dāng)?shù)膱D像數(shù)據(jù)，特別是目標(biāo)媒體和參考媒體的二維圖像，或目標(biāo)媒體和參考媒體的三維圖像。例如，設(shè)備1可以涉及采集圖像數(shù)據(jù)。在這種情形下，圖像數(shù)據(jù)可以以模擬形式被采集，并使用適當(dāng)?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器而轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式以進(jìn)一步處理。圖像數(shù)據(jù)也可以例如用數(shù)字形式直接采集，或在由遠(yuǎn)端計算機(jī)/醫(yī)療儀器采集之后經(jīng)由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字形式接收。另外，圖像數(shù)據(jù)可以被預(yù)處理，例如，它可經(jīng)傅立葉變換而產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膹?fù)數(shù)圖像數(shù)據(jù)。
存儲單元8優(yōu)選地被安排成存儲適當(dāng)?shù)膱D像數(shù)據(jù)供計算期間由計算機(jī)程序訪問。存儲單元8優(yōu)選地存儲磁共振設(shè)備的系統(tǒng)參數(shù)，如主場B0的強(qiáng)度、旋磁比值γ，和目標(biāo)媒體的適當(dāng)參數(shù)，如在文件3中的屏蔽常數(shù)α。文件3由計算單元4用來根據(jù)相位圖計算絕對溫度差值圖。設(shè)備1還包括典型地基于RAM的工作存儲器6。存儲單元8可被用于存儲沒有被處理時的圖像數(shù)據(jù)(或它的一部分)，和用于存儲圖像數(shù)據(jù)的運(yùn)算和/或中間計算的結(jié)果，如適當(dāng)?shù)南辔粓D像和適當(dāng)?shù)南辔粓D。工作存儲器6典型地保持正被處理的(部分的)圖像數(shù)據(jù)和用來處理這些部分圖像數(shù)據(jù)的適當(dāng)?shù)膱D像處理裝置的指令。按照本發(fā)明的設(shè)備的輸出9包括計算出的溫度差值圖，它可用來控制適當(dāng)?shù)尼t(yī)療診斷或治療裝置(未示出)，或它可向用戶顯示，或被存儲以供歸檔之用。
在設(shè)備1被使用于諸如SAR管理、RF消融控制、RF低溫等醫(yī)療過程的實時控制的情形下，優(yōu)選地，計算的溫度差值圖要反饋給用戶。為此，按照本發(fā)明的設(shè)備包括顯示器7，用于顯示計算的溫度差值圖。優(yōu)選地，溫度差值圖是通過適當(dāng)?shù)幕邮綀D形用戶接口7a而可看見的。
圖2顯示按照本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)的實施例。按照本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)10包括設(shè)備1，它被安排成計算溫度差值圖。優(yōu)選地，如參照圖1描述的，設(shè)備1的操作是藉助于適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)程序11來控制的。設(shè)備1的輸出優(yōu)選地包括適當(dāng)?shù)目刂菩盘朣，它可被施加到適當(dāng)?shù)难b置，例如被安排來執(zhí)行病人體內(nèi)局部溫度隨時間變化的過程的磁共振設(shè)備或另外的醫(yī)療設(shè)備。按照本發(fā)明的成像系統(tǒng)10還包括磁共振設(shè)備21。磁共振設(shè)備的適當(dāng)?shù)牟僮鲄⒄請D3被描述。
設(shè)備1的輸出，例如計算出的溫度差值圖的一個圖形表示，優(yōu)選地被做成可供可視化的顯示器32使用。優(yōu)選地，可視化可在適當(dāng)?shù)膱D形用戶接口34內(nèi)實現(xiàn)，以顯示例如醫(yī)療圖像33與溫度差值圖33a重疊。有可能溫度差值圖占據(jù)圖像33的整個截面，或按照醫(yī)療手術(shù)只占據(jù)它的面積的一部分。優(yōu)選地，圖形用戶接口的操作由存儲在另外處理器35中適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)程序36所控制。圖像33可以以單個二維圖像或一系列二維圖像(或替換地，三維圖像)的形式被可視化。優(yōu)選地，為了便利于用戶，顯示器32包括高清晰度顯示器，用戶接口可藉助于適當(dāng)?shù)妮斎胙b置37(例如鼠標(biāo)、鍵盤或任何其它適當(dāng)?shù)挠脩糨斎胙b置)操作。
圖3以示意的方式顯示適合于在按照本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)中使用的磁共振設(shè)備的實施例。磁共振設(shè)備包括第一磁體系統(tǒng)22、第二磁體系統(tǒng)23、電源單元24、RF發(fā)射機(jī)和調(diào)制器26、RF發(fā)射機(jī)線圈25、發(fā)射機(jī)-接收機(jī)電路29、信號放大器與解調(diào)器單元40、處理單元42、圖像處理單元43、監(jiān)視器44和控制單元41。第一磁體系統(tǒng)22用來在磁共振設(shè)備21的成像體積(未示出)中生成穩(wěn)定的磁場B0。第二磁體系統(tǒng)23的各種梯度線圈用來生成具有分別在X，Y，Z方向上的梯度的附加磁場。圖3所示的坐標(biāo)系統(tǒng)的Z方向按常規(guī)相應(yīng)于磁體系統(tǒng)22的穩(wěn)定磁場的方向。所使用的測量坐標(biāo)系統(tǒng)x，y，z的選擇可以與圖3所示的X，Y，Z系統(tǒng)無關(guān)。在本申請的上下文中，梯度被理解為是指暫時的磁場，它們被疊加到穩(wěn)定磁場上并在穩(wěn)定的磁場B0上在三個相應(yīng)的正交方向上形成梯度。
梯度線圈23由電源單元24供電。RF發(fā)射機(jī)線圈25用來生成RF磁場和被連接到RF發(fā)射機(jī)與調(diào)制器26。發(fā)射機(jī)線圈25經(jīng)由發(fā)射機(jī)-接收機(jī)電路29被連接到信號放大器與解調(diào)器單元40?？刂茊卧?1控制RF發(fā)射機(jī)與調(diào)制器26以及電源單元24。
圖4顯示適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)采集序列的示意圖。優(yōu)選地，使用運(yùn)動補(bǔ)償譜空間選擇磁共振成像的方法。該方法本身例如是從US 5,891,032獲知的。按照這個方法，把一個射頻譜空間激勵序列施加到物體(尤其是病人)上，這里，序列70包括兩個子序列70a和70b，它們各自具有激勵脈沖72a，72b，包括兩組相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)(flip)角度72a’，72a”，72b’，72b”，它們被安排成使得k空間與源自第一媒體和第二媒體(尤其是水和脂肪)的圖像數(shù)據(jù)實現(xiàn)交替。因此，序列70包括二重的切片選擇的脈沖串72a’，72a”，72b’，72b”，它們以預(yù)定的場強(qiáng)提供選定的諧振頻率的頻譜選擇的激勵。該方法還包括把一個振蕩切片選擇梯度74a，74b施加到病人的同一個區(qū)域，使得該二重脈沖串72a，72b的每個子脈沖是在具有相同極性的振蕩梯度的各個部分中被加上的。振蕩梯度還包括至少一個額外梯度脈沖74a”，74b”，它們被加到振蕩的梯度74a’，74b’的末端，用于提供固有的運(yùn)動補(bǔ)償?shù)那衅x擇。該方法還包括相位編碼梯度76a’，76b’和回繞梯度76a”，76b”。最后，該加上讀出梯度80a，80b。類型70的數(shù)據(jù)采集是在第一時刻和第二時刻內(nèi)實現(xiàn)的。最終得到的圖像數(shù)據(jù)被設(shè)想用于按照本發(fā)明的設(shè)備以便得到溫度差值圖。
圖5顯示按照本發(fā)明的方法的工作流程50的方塊圖的示意圖。分別在步驟51，52采集表示響應(yīng)于在第一時刻51a和第二時刻52a的適當(dāng)?shù)拇偶畹哪繕?biāo)媒體的圖像數(shù)據(jù)。因此，采集對第一時刻51b和第二時刻52b的磁激勵的參考媒體響應(yīng)。應(yīng)當(dāng)指出，所述采集可包括通過使用適當(dāng)?shù)拇殴舱裨O(shè)備的實時數(shù)據(jù)采集步驟，或裝載來自適當(dāng)?shù)拇鎯ρb置的保存的數(shù)據(jù)的步驟。另外，雖然在本例中顯示了用于目標(biāo)媒體和參考媒體的分開的二維圖像，但它們可以通過使用適當(dāng)?shù)腗R采集(由此，來自目標(biāo)媒體和參考媒體的信號是被分開地檢測的)而得到的。替換地，來自目標(biāo)媒體和參考媒體的信號可同時被檢測，只要相應(yīng)的采集序列被設(shè)計成使得這些信號是同相的。在這種情形下，圖像51a，51b，52a，52b通過使用本身已知的圖像分段方法而得到。
在相應(yīng)的步驟53，55，計算在第一時刻內(nèi)目標(biāo)媒體57和參考媒體59的相應(yīng)的相位圖像。在相應(yīng)的步驟54，56，計算在第二時刻內(nèi)目標(biāo)媒體58和參考媒體60的相應(yīng)的相位圖像。這些圖像被使用來計算第一相位圖63和第二相位圖64，這里，對于給定的圖像，從第二時刻內(nèi)的相位圖像中減去61，62第一時刻內(nèi)的相位圖像。優(yōu)選地，對于參考圖像的相位圖要進(jìn)行加權(quán)的多項式擬合以擬合二維表面。在步驟67，通過從第一相位圖減去65第二相位圖，并利用數(shù)據(jù)采集的參數(shù)(如磁場B0的強(qiáng)度、旋磁比值γ、用于目標(biāo)媒體的屏蔽常數(shù)值α)來對結(jié)果進(jìn)行歸一化，從而計算絕對值溫度圖。為了方便于用戶，最終得到的絕對值溫度圖69優(yōu)選地通過使用適當(dāng)?shù)挠脩艚涌谶M(jìn)行可視化。
權(quán)利要求
1.一種被安排成根據(jù)表示在第一時刻與第二時刻之間在物體內(nèi)局部溫度隨時間變化的過程中由進(jìn)行磁共振成像的物體發(fā)射的磁共振信號的圖像數(shù)據(jù)來計算溫度差值圖的設(shè)備(1)，所述物體包括目標(biāo)媒體和參考媒體，所述設(shè)備包括計算單元(4)，它被安排來i.訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第一時刻的目標(biāo)媒體的第一相位圖像(57)；ii.訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第一時刻的參考媒體的第二相位圖像(59)；iii.訪問來自圖像數(shù)據(jù)的和表示在第二時刻的目標(biāo)媒體的第三相位圖像(58)；iv.訪問來自圖像數(shù)據(jù)的和表示在第二時刻的參考媒體的第四相位圖像(60)；v.通過從目標(biāo)媒體的第三相位圖像中減去第一相位圖像而計算第一相位圖(63)；vi.通過從參考媒體的第四相位圖像中減去第二相位圖像而計算第二相位圖(64)；vii.根據(jù)與第二相位圖相減的第一相位圖計算溫度差值圖(67)。
2.按照權(quán)利要求
1的設(shè)備，其中該設(shè)備還包括輸入裝置(2)，它被安排成把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到計算單元，該計算單元還被安排成計算第一相位圖像、第二相位圖像、第三相位圖像、和第四相位圖像。
3.按照權(quán)利要求
1或2的設(shè)備，其中計算單元(4)還被安排來計算用于第一相位圖像和用于第二相位圖像的各個二進(jìn)制掩模。
4.按照權(quán)利要求
1，2，或3的設(shè)備，其中計算單元(4)還被安排成利用平滑函數(shù)擬合第二相位圖像。
5.按照前述權(quán)利要求
的任一項的設(shè)備(1)，還包括顯示器(7)，用于溫度差值圖的可視化。
6.磁共振成像系統(tǒng)(10)，包括按照前述權(quán)利要求
的任一項的設(shè)備(1)和磁共振設(shè)備(21)，被安排來采集表示在第一時刻與第二時刻之間在物體內(nèi)局部溫度隨時間變化的過程中由進(jìn)行磁共振成像的物體發(fā)射的磁共振信號的圖像數(shù)據(jù)(S)。
7.按照權(quán)利要求
6的成像系統(tǒng)(10)，其中磁共振設(shè)備(21)還被安排來通過使用目標(biāo)媒體和參考媒體的同時成像來采集圖像數(shù)據(jù)。
8.按照權(quán)利要求
6的成像系統(tǒng)(10)，其中磁共振設(shè)備(21)還被安排來通過使用目標(biāo)媒體和參考媒體相應(yīng)的磁共振圖像的交替采集來采集圖像數(shù)據(jù)。
9.一種用于從表示在第一時刻與第二時刻之間在物體內(nèi)局部溫度隨時間變化的過程中由進(jìn)行磁共振成像的物體發(fā)射的磁共振信號的圖像數(shù)據(jù)(51a，51b，52a，52b)來計算溫度差值圖(69)的方法，所述物體包括目標(biāo)媒體和參考媒體，方法包括以下步驟-訪問(53)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示第一時刻的目標(biāo)媒體的第一相位圖像(57)；-訪問(55)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第一時刻內(nèi)的參考媒體的第二相位圖像(59)；-訪問(54)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示第二時刻的目標(biāo)媒體的第三相位圖像(58)；-訪問(56)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算的和表示在第二時刻內(nèi)的參考媒體的第四相位圖像(60)；-通過從目標(biāo)媒體的第三相位圖像中減去第一相位圖像而計算第一相位圖(63)；-通過從參考媒體的第四相位圖像中減去第二相位圖像而計算第二相位圖(64)；-根據(jù)與第二相位圖相減的第一相位圖計算(67)溫度差值圖(69)。
10.按照權(quán)利要求
9的方法，其中方法還包括以下準(zhǔn)備步驟-根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算第一相位圖像；-根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算第二相位圖像；-根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算第三相位圖像；-根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算第四相位圖像。
11.按照權(quán)利要求
8或9的方法，其中圖像數(shù)據(jù)通過使用目標(biāo)媒體和參考媒體的同時成像而被獲取。
12.按照權(quán)利要求
8或9的方法，其中圖像數(shù)據(jù)通過使用目標(biāo)媒體和參考媒體的各個磁共振圖像的交替采集而被獲取(70)。
13.按照前述權(quán)利要求
的任一項的方法，這里相應(yīng)的二進(jìn)制掩模是為第一相位圖像和第二相位圖像而計算的。
專利摘要
按照本發(fā)明的設(shè)備(1)包括計算單元(4)，它被安排來訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算并表示目標(biāo)媒體(例如，其溫度要被監(jiān)視的區(qū)域)與參考媒體(例如，由形成內(nèi)部參考的脂肪信號為主的區(qū)域)的相位圖像，以及按照本發(fā)明的方法執(zhí)行計算步驟以產(chǎn)生MRI溫度差值圖。計算裝置的操作優(yōu)選地由按照本發(fā)明的計算機(jī)程序控制，由此適當(dāng)?shù)挠嬎悴襟E是作為加到適當(dāng)處理器的指令而編程的。設(shè)備(1)還包括存儲單元(8)，它被安排成存儲在計算期間由計算機(jī)程序訪問的適當(dāng)?shù)膱D像數(shù)據(jù)。存儲單元(8)優(yōu)選地存儲磁共振設(shè)備的系統(tǒng)參數(shù)，如主場B0的強(qiáng)度、旋磁比值y，和目標(biāo)媒體的適當(dāng)?shù)膮?shù)，如屏蔽常數(shù)。按照本發(fā)明的設(shè)備(1)包括計算單元(4)，它被安排來訪問根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計算并表示目標(biāo)媒體與參考媒體的相位圖像，以及按照本發(fā)明的方法執(zhí)行計算步驟，產(chǎn)生溫度差值圖。計算裝置的操作優(yōu)選地由按照本發(fā)明的計算機(jī)程序控制，由此適當(dāng)?shù)挠嬎悴襟E是作為加到適當(dāng)?shù)奶幚砥鞯闹噶疃幊痰?。設(shè)備(1)還包括存儲單元(8)，它被安排成存儲在計算期間由計算機(jī)程序訪問的適當(dāng)?shù)膱D像數(shù)據(jù)。存儲單元(8)優(yōu)選地在文件(3)中存儲磁共振設(shè)備的系統(tǒng)參數(shù)，如主場B0的強(qiáng)度、旋磁比值y，和目標(biāo)媒體的適當(dāng)?shù)膮?shù)，如屏蔽常數(shù)。設(shè)備(1)還包括典型地基于RAM的工作存儲器(6)。按照本發(fā)明的設(shè)備的輸出(9)包括所計算的溫度差值圖，它可被使用來控制適當(dāng)?shù)尼t(yī)療診斷或治療裝置(未示出)，或它可向用戶顯示，或被存儲以供歸檔之用。為了反饋，按照本發(fā)明的設(shè)備包括顯示器(7)以便顯示計算的溫度差值圖。優(yōu)選地，溫度差值圖是在適當(dāng)?shù)幕邮綀D形用戶接口7a內(nèi)可視化的。本發(fā)明還涉及到用于計算溫度差值圖的磁共振成像系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序。
文檔編號G01R33/48GK1993628SQ200580026339
公開日2007年7月4日 申請日期2005年7月29日
發(fā)明者P·R·哈維, A·施馬圖卡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan