[发明专利]减少磁共振温度成像中温度误差的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)图像处理技术，特别是涉及一种减少磁共振温度成像中温度误差的方法和一种相应的装置。

背景技术

磁共振(MR，Magnetic Resonance)质子共振频率(PRF，Proton Resonance Frequency)测温法在MR监控的高强度聚焦超声(HIFU，High Intensity Focused Ultrasound)治疗的过程中可用来监视治疗部位温度的变化，其原理是利用水中质子的共振频率随温度的变化而发生偏移。PRF方法要求生成一幅加热之前的基准图像(baseline image)，也称为参考像，该参考像提供参考相位信息，其用来与在加热过程中或加热之后获得的相位图像做减法，从而确定加热区域温度升高的确切值。

但是，在实际操作过程中，参考像采集之后，超声换能器，即治疗头的位置可能会发生变化，治疗头移动所导致的磁化率变化引起MR静磁场发生变化，使得加热图像与参考像相减所得的温度误差比较大。

目前常用的一种减少温度误差的方案是在参考像采集之后，限制治疗头的运动范围，将温度误差限制在可接受的范围之内，这种方法也称为单参考像方法。但是，由于参考像的使用范围很小，在HIFU治疗过程中，需要频繁采集参考像，从而增加了操作的复杂程度和治疗时间。

目前还提出了另一种减少温度误差的方案称为自参考法，即不采集参考像，利用加热图像本身，通过多项式拟合外插的方法得到未加热的参考相位。这种方法所监控的温度变化局限于HIFU焦点附近，在实际应用中很难监控焦点以外的温度变化。另外拟合外插的精度与相位图的复杂程度和加热区域的大小相关联，应用中不易得到稳定一致且准确的结果。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种减少磁共振温度成像中温度误差的方法，用来得到准确的加热区域的温度变化，同时减小HIFU治疗中操作的复杂程度和治疗时间。

本发明的另一目的在于提供一种与上述减少磁共振温度成像中温度误差的方法相应的装置。

为实现上述目的，本发明提出一种减少磁共振温度成像中温度误差的方法，用于磁共振监控的高强度聚焦超声HIFU治疗，其包括：对HIFU治疗头在两个或两个以上位置时生成的参考像进行插值，得到HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图；根据所述HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图和HIFU治疗头在该位置时生成的加热像计算加热区域的温度变化。

其中，所述HIFU治疗头在一维方向上移动；所述对HIFU治疗头在两个或两个以上位置时生成的参考像进行插值，得到HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图包括：对HIFU治疗头在两个位置时生成的参考像进行插值，得到HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图。

其中，所述对HIFU治疗头在两个位置时生成的参考像进行插值，得到HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图包括：按照下式计算HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图：

Φ_rx＝Φ_r1+(Φ_r2-Φ_r1)(X-X1)/(X2-X1)；其中，X为所述HIFU治疗头的移动位置，X1和X2分别为所述两个生成参考像时HIFU治疗头的位置，Φ_rx为所述HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图，Φ_r1和Φ_r2分别为所述HIFU治疗头在两个位置时生成的参考像的相位图。

其中，所述HIFU治疗头在二维方向上移动；所述对HIFU治疗头在两个或两个以上位置时生成的参考像进行插值，得到HIFU治疗头移动位置的参考像的相位图包括：根据所述两个或两个以上生成参考像时HIFU治疗头的位置确定两个或两个以上插值参考像的位置，所述插值参考像的位置位于所述两个或两个以上生成参考像时HIFU治疗头的位置的连线上；对所述HIFU治疗头在两个或两个以上位置时的参考像进行插值，分别得到所述两个或两个以上插值参考像的相位图；利用所述两个或两个以上插值参考像的相位图计算所述HIFU治疗头移动位置上的参考像的相位图。

其中，所述根据两个或两个以上生成参考像时HIFU治疗头的位置确定两个或两个以上插值参考像的位置包括：从HIFU治疗头移动位置向所述生成参考像时HIFU所处的两个或两个以上位置中两两之间的连线分别做垂直线，得到N个距离HIFU治疗头移动位置最近的交点，将这N个交点的位置作为插值参考像的位置，N为大于或等于二的整数。