基于PRF的低场磁共振温度成像

发布时间：2020-05-17 04:08

【摘要】：基于质子共振频率(PRF)方法的无创磁共振温度成像是一种常用的监测和引导肿瘤热治疗过程中组织温度变化的技术。常规的PRF方法可以根据梯度回波或损毁梯度回波序列的相位差来确定组织的温度变化。但是,因为在获得相位差信息之前需要参考相位信息,所以传统的PRF方法是运动敏感的。此外,外部磁场漂移是传统PRF方法应用于长时间介入消融治疗的另一个缺点。与此同时,具有开放式配置的低场磁共振扫描仪比封闭式系统更适合于介入手术。然而在扫描过程中,低场的永磁型磁共振次成像系统的磁场漂移比高场超导磁体大得多。为了克服外部磁场漂移的影响,本研究中首次提出了基于一阶多项式模型的PRF方法,并通过实验来评估基于该方法的低场磁共振温度成像的准确性和可行性。室温下的仿体实验、离体猪肝实验和体温下的大脑实验均表明:与高阶多项式相比,基于一阶多项式模型的PRF方法计算的温度误差最小。在离体猪肝的微波消融实验中,除了6个时间点的温度,其余所有时间点使用基于一阶多项式模型的PRF方法计算出的温度值与光纤温度传感器记录的温度值的差值都小于2℃。此外,为了克服运动伪影的影响,本研究提出了一种基于最小曲率曲面拟合(MCSF)模型的非参考PRF方法,该方法考虑了感兴趣区域内的各个像素之间的距离信息。所有实验结果表明,基于MCSF模型的非参照PRF方法计算出的温度误差低于基于高阶多项式模型的非参照PRF方法计算出的温度误差。对于消融实验,光纤传感器探针记录的温度和MCSF模型计算出温度的误差均都小于2℃。基于MCSF模型的非参照PRF方法有可能成为一种可靠且易于使用的工具,用于监测0.35T磁共振引导肿瘤热治疗时组织的温度变化。
【图文】：

第２章磁共振成像原理逡逑￥容邋ＩｔＳ逡逑图２．丨主磁场作用下的极化现象逡逑进入主磁场之后，，无论是居于高能级的质子还是居于低能级的质子，其磁化矢逡逑量方向与主磁场的方向都不是完全平行的，主要原因是主磁场中的质子不仅仅发逡逑生自旋运动，它还会绕着主磁场的轴进行频率远低于自旋运动的进动，因而在质子逡逑的磁化矢量方向与主磁场的方向之间会有一定的角度。逡逑人体组织中，无论是居于高能级的质子还是居于低能级的质子都会发生进动，逡逑因而质子自旋后产生的磁场便可以分解为：横向磁化矢量以及纵向磁化矢量。依据逡逑受力分解，如图２．２，最终只形成了与主磁场方向平行且同方向的纵向磁化矢量，逡逑而旋转的横向磁化矢量则相互抵消，值为零。由于人体组织中质子产生的纵向磁化逡逑矢量始终保持稳定，因而不能够切割接收信号产生电信号，然而人体组织中的横向逡逑磁化矢量是旋转的

人体组织中，无论是居于高能级的质子还是居于低能级的质子都会发生进动，逡逑因而质子自旋后产生的磁场便可以分解为：横向磁化矢量以及纵向磁化矢量。依据逡逑受力分解，如图２．２，最终只形成了与主磁场方向平行且同方向的纵向磁化矢量，逡逑而旋转的横向磁化矢量则相互抵消，值为零。由于人体组织中质子产生的纵向磁化逡逑矢量始终保持稳定，因而不能够切割接收信号产生电信号，然而人体组织中的横向逡逑磁化矢量是旋转的，因而可以切割接收信号从而产生电信号，所以磁共振成像仪并逡逑不能够检测出纵向磁化矢量，但是能够检测出横向磁化矢量。逡逑Ｚ逡逑主磁场卞，逡逑Ｘ逡逑图２．２施加主磁场后产生磁矩示意图逡逑８逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R445.2

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本文编号：2667905