[发明专利]基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法，其特征在于，包括：

将磁纳米粒子导入待测对象，得到待测样品，并在已知温度下获取所述待测样品在多个TE时间下的GRE图像，作为对应TE时间下的参考图像；所述多个TE时间包含预先确定的目标TE时间；

在目标时刻，获取所述待测样品在所述多个TE时间下的GRE图像，计算所述待测样品在各TE时间下的图像相位差ΔΦ和图像幅值变化，并根据图像幅值变化拟合T2*弛豫时间；

根据预先标定的相位差与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系f(C,T)、T2*弛豫时间与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系g(C,T)，建立模型：

根据所建立的模型求解所述磁纳米粒子的浓度C和温度T，并将所述温度T作为所述待测对象的温度。

2.如权利要求1所述的基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法，其特征在于，所述相位差与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系f(C,T)，以及所述T2*弛豫时间与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系g(C,T)，其标定方式包括：

(S1)预先制备不同浓度的磁纳米粒子溶液，作为待标定样品；

(S2)将所有待标定样品同时置于温度高于所述待测对象的最高温度的纯水中，并放入用于接收磁共振信号的线圈中；

(S3)待各待标定样品和纯水达到热平衡后，实时测量纯水的温度并利用GRE序列测量各温度点对应的GRE图像；GRE序列设置多有个TE时间；

(S4)以各待标定样品和所述纯水达到热平衡时的温度作为参考温度，并将参考温度下的GRE图像作为参考GRE图像，对于每一个温度点，根据该温度点下的GRE图像和所述参考GRE图像，计算各待标定对象在各TE时间下的图像相位差和图像幅值变化，并根据图像幅值变化，拟合各待标定样品对应的T2*弛豫时间；

(S5)根据(S4)的计算结果，拟合得到T2*弛豫时间与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系g(C,T)，以及每一个TE时间下，相位差与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系f(C,T)，作为该对应TE时间下的标定结果，并计算对应的温度测量误差；

(S5)将温度测量误差最小的标定结果所对应的TE时间作为目标TE时间，并将所述TE时间对应的标定结果作为最终的标定结果。

3.如权利要求2所述的基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法，其特征在于，

所述步骤(S2)还包括：在所述纯水旁放置恒温参考物，并将所述恒温参考物放入所述线圈，使步骤(S3)所获取的各GRE图像中同时包含所述纯水和所述恒温参考物；

并且，所述步骤(S4)中，对于任一一个温度点T₀，任意待标定样品C₀在任意一个TE时间TE₀下的图像相位差的计算方式包括：

根据温度点T₀、TE时间TE₀下的GRE图像和TE时间TE₀下的参考GRE图像，分别计算待标定样品C₀在两幅GRE图像中的第一相位差，以及所述恒温参考物在两幅GRE图像中的第二相位差，从所述第一相位差中减去所述第二相位差，得到所述待标定样品C₀在温度点T₀、TE时间TE₀下的图像相位差。

4.如权利要求3所述的基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法，其特征在于，所述恒温参考物为水模。

5.如权利要求1～4任一项所述的基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法，其特征在于，所述磁纳米粒子的粒径不超过20nm。

6.如权利要求5所述的基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法，其特征在于，所述磁纳米粒子的粒径范围为5～20nm。

7.如权利要求1～4任一项所述的基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量方法，其特征在于，所述磁纳米粒子为Fe₂O₃。

8.一种基于GRE图像和磁纳米粒子的温度测量系统，其特征在于，包括：预处理模块、磁共振成像设备、控制模块以及数据处理模块；

所述预处理模块，用于将磁纳米粒子导入待测对象，得到待测样品；

所述磁共振成像设备，用于通过GRE序列扫描图像，以得到GRE图像；

所述控制模块，用于在已知温度下利用所述磁共振成像设备获取所述待测样品在多个TE时间下的GRE图像；所述多个TE时间包含预先确定的目标TE时间；

所述控制模块，还用于在目标时刻，利用所述磁共振成像设备获取所述待测样品在所述多个TE时间下的GRE图像，并触发所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于：根据目标时刻获取的GRE图像和参考图像，计算所述待测样品在各TE时间下的图像相位差ΔΦ和图像幅值变化，并根据图像幅值变化拟合T2*弛豫时间；根据预先标定的相位差与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系f(C,T)、T2*弛豫时间与磁纳米粒子浓度和温度的对应关系g(C,T)，建立模型：根据所建立的模型求解所述磁纳米粒子的浓度C和温度T，并将所述温度T作为所述待测对象的温度。