磁共振温度成像论文-蒋芮,邹超,乔阳紫,许宗为,丘志浪

磁共振温度成像论文-蒋芮,邹超,乔阳紫,许宗为,丘志浪

导读:本文包含了磁共振温度成像论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:磁共振温度成像,回波平移序列,空间并行成像,质子共振频率位移

磁共振温度成像论文文献综述

蒋芮,邹超,乔阳紫,许宗为,丘志浪[1](2019)在《基于回波平移序列的快速叁维磁共振温度成像方法》一文中研究指出高强度聚焦超声(HIFU)是一种无创的热消融疗法,为保证其安全性和有效性,需要一种精度高、速度快的测温方法在其治疗过程中对温度进行监控.基于质子共振频率位移(PRFS)的磁共振温度成像(MRT)对温度具有较高的灵敏度,且与温度具有良好的线性关系,因此常被用于引导HIFU治疗.然而在实际应用中,HIFU治疗的最大隐患在于可能造成表皮灼伤,并且灼伤区域可能与焦点区域相隔较远.因此MRT的监控范围十分重要.本文基于叁维回波平移成像序列,结合可控混迭的空间并行成像技术,实现了时间分辨率为3s的快速叁维温度成像.为了验证该方法的精度,本文首先设计了仿体降温实验,利用光纤温度计验证回波平移序列测温的准确度和精确度.然后在室温条件下扫描离体猪肉组织,对比加速前后的MRT的测温精确度.在HIFU加热条件下扫描离体猪肉组织,对比加速前后的MRT的测温准确度.结果显示,本文提出的方法可以在3 s内完成叁维温度精准测量,对于HIFU治疗的安全监控具有重要意义.(本文来源于《波谱学杂志》期刊2019年03期)

程传力[2](2018)在《棕色脂肪组织的磁共振识别及温度成像研究》一文中研究指出大量实验表明哺乳动物体内的棕色脂肪组织(Brown adipose tissue,BAT)是体内重要产热源,BAT被激活后消耗脂肪,将能量以热的形式散发出去,棕色脂肪有望成为抵抗肥胖及相关代谢性疾病的新靶点。棕色脂肪组织的温度变化可以对其活性进行表征,为研究BAT活性和肥胖及代谢性疾病之间的关系提供了有效的手段。它们之间的关系具有重大的临床意义,并为下一步研发治疗肥胖的药物提供了新的评估手段。围绕基于磁共振技术的BAT识别与温度成像,本论文进行了叁个方面的研究工作,包括开发鲁棒的基于磁共振化学位移编码成像的水脂分离算法、双极性读出涡流校正算法和具有高精度的脂肪参考磁共振温度成像算法。最后利用上述算法在哺乳动物身上进行了棕色脂肪组织的识别与活性评估的初步实验。其一,由于BAT与白色脂肪组织(WAT)的细胞中脂肪含量不同,因此基于化学位移编码成像技术的水脂分离方法可以作为识别BAT的手段,另外分离结果也为含脂肪组织的温度成像提供可靠的初始值,是后面温度成像算法的关键步骤。水脂分离算法最大的挑战是水脂二义性的问题。本论文提出了一种基于多分辨率局部增长和自检验场图估计的算法,实现对水脂信号的正确分离。本论文将提出的算法与传统的多分辨率算法、局部增长算法和图割算法进行了对比研究,数据选取2012年国际磁共振学会年会提供的已知真实分离结果的17组多回波图像,根据与真实参考值的比较,求得不同算法对每一组图像的得分,得分范围是0~10000,数值越大,水脂分离效果越好,结果显示本论文算法的平均得分是9928,其中13组数据的得分超过9900。本论文算法在所有的图像处理中均未发现明显的水脂分反的情况。本论文算法的优势在于提供了一种场图自检验的机制保证最高分辨下种子点选取的准确性。与传统的多分辨率算法和局部增长算法相比,本论文算法在孤立区域和场图变化较快的区域都能够实现正确的水脂分离。其二,双极性梯度回波序列能够减小回波间隔和提高图像的信噪比,这有助于提高BAT识别的准确性和温度成像的精度。但是双极性读出梯度在采集到的奇偶回波信号中引入了极性相反的涡流相位。本论文考虑涡流相位的高阶项,提出一种新的涡流相位估计方法。该方法利用金字塔形的逐层线性拟合方法对非线性的涡流相位进行了精确的近似。本论文基于水脂混合仿体实验和人体在体实验,对该算法的脂肪定量精度与单极性读出数据进行了比较。仿体实验的结果显示本论文算法得到的脂肪含量(fat fraction,FF)与单极性读出数据得到的参考FF之间的最大绝对误差小于2%,表明本论文算法能够很好的校正高阶涡流相位;综上,该算法提供了一种简单有效的双极性读出梯度涡流相位的校正方法,而且不需要额外的数据采集。其叁,BAT的活性评估是BAT相关研究的重要组成部分,而BAT激活后的磁共振无创温度测量可对其活性进行评估。由于脂肪中氢质子的共振频率对温度不敏感,使得传统的质子共振频率漂移(Proton resonance frequency shift,PRFS)温度成像算法不适用于BAT。本论文提出了一种新的脂肪参考PRFS的磁共振温度成像算法,该算法考虑了影响现有算法的各种不利影响因素,如脂肪共振多峰信号模型,表观横向弛豫时间T2*的温度依赖性等。该算法采用双步迭代温度估计(Dual-step iterative temperature estimation,DITE)的方法来提高温度精确度。本论文利用蒙特卡洛模型、水脂混合仿体实验和离体BAT实验对所提出算法的温度成像效果进行了评估,并和现有的同类算法进行了比较。结果显示本论文算法的温度估计值和荧光光纤温度计的测量结果具有较高的一致性,比同类算法具有更好的准确度和精确度。在离体BAT加热实验中,本论文算法在120次温度测量中的平均估计偏差、偏差的标准差和均方值误差分别是-0.08/0.46/0.56℃。综上,本论文算法能够在含有水脂的组织中实现精确的温度测量。最后,将上述DITE算法应用于在体激活后的BAT实验,获得温度分布图和FF图像。实验表明,四只实验大鼠具有相同的温度变化和FF变化模式。下一步的研究将利用基因表达的测量方法来确认本论文方法在BAT研究中的有效性。本论文的方法可以为BAT活性的评估提供一个有效的手段,并促进肥胖相关治疗药物的研发。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)》期刊2018-12-01)

陈玉萍[3](2018)在《基于PRF的低场磁共振温度成像》一文中研究指出基于质子共振频率(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。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-29)

彭玉红[4](2018)在《基于回波平移和同时多层成像技术的磁共振温度成像研究》一文中研究指出研究背景高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)提供了一个可精确聚焦治疗肿瘤却没有皮肤切口的非侵入式治疗方式。在其治疗过程中,良好的影像监控对保证治疗的安全性和有效性是至关重要的。目前,超声(Ultrasound,US)和磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)是主要的监控手段。相比US监控,MRI因其具有良好的软组织对比度及独特的实时无创温度成像能力而成为监控HIFU治疗的首选成像方式。对于实时MR温度成像,在保证良好测温精度的同时,应尽可能提高时间分辨率和扩大空间覆盖率。传统的GRE和EPI序列是最常用的测温序列。其中,GRE序列具有相对较高的信噪比,但其扫描时间过长。EPI序列具有较高的时间分辨率,但其图像容易发生畸变或产生伪影,进而影响测温精度。且目前大多数温度监控只是单个层面,有文献报道过HIFU可能导致组织界面和远场区域的不必要的加热,这就容易损伤正常的组织。为能更安全、高效地监控HIFU治疗,在保证良好测温精度的同时,应进一步提高MR温度成像的时间分辨率及扩大空间覆盖率。因此,本文探究基于回波平移射频损毁梯度回波(Echo-shifted RF-spoiled GRE)序列与同时多层(Simultaneous multi-slice,SMS)成像技术进行MR温度成像。目的1.探究echo-shifted RF-spoiled GRE序列的可行性及其测温精度的标定;与传统的射频损毁梯度回波(RF-spoiled GRE)序列对比,突出echo-shifted RF-spoiled GRE序列低温度不确定度的优势。2.实现SMS技术并探究echo-shifted RF-spoiled GRE序列结合SMS技术在温度监控中的应用,证明提出的序列技术在保证测温精度的同时,能提高时间分辨率和扩大空间覆盖率。方法1.Echo-shifted RF-spoiled GRE序列的探究通过设置不同翻转角扫描标准仿体,测试echo-shifted RF-spoiled GRE序列的信号强度与翻转角(Flip angle,FA)之间的关系是否符合理论推导值;采用1.2%的琼脂粉(SIGMA-ALDRICH)和0.5%的氯化钠及纯水制作仿体,并在仿体中插入荧光光纤温度计(INDIGO PRECISION,FOTS-DINA-1000-S,测温精度为±0.05°C)探究仿体的降温过程,用于标定echo-shifted RF-spoiled GRE序列的测温精度。进行常温离体猪肉对比实验,找到echo-shifted RF-spoiled GRE和RF-spoiled GRE序列能达到最优信噪比的翻转角;对比相同时间分辨率下,echo-shifted RF-spoiled GRE序列与传统RF-spoiled GRE序列的温度不确定度。2.SMS技术的实现及在温度监控中的应用设计多频带脉冲将SMS技术与echo-shifted RF-spoiled GRE序列相结合,采用灵敏度编码(Sensitivity encoding,SENSE)重建算法展开SMS混迭图像,并进行仿体降温实验用荧光光纤温度计标定echo-shifted RF-spoiled GRE结合SMS技术同时扫描两个层面的测温精度;进行HIFU加热离体猪肝组织实验,对比echo-shifted RF-spoiled GRE结合SMS扫描两个层面和echo-shifted RF-spoiled GRE单独扫描对应相同两个位置层面的温度变化情况。HIFU治疗频率为0.8 MHz,输入电功率为25 W,使用西门子商用4通道小柔线圈。所有实验均在西门子3 T磁共振扫描仪(Siemens,MAGNETOM,Erlangen,Germany)下进行,数据后处理用MATLAB(Mathworks 2015a,Natick,MA)和Origin(Origin 8.5,Origin Lab,USA)完成。结果1.Echo-shifted RF-spoiled GRE序列的探究通过改变翻转角,得到信号强度与翻转角之间的关系基本符合理论推导值;仿体降温实验中用光纤温度计标定echo-shifted RF-spoiled GRE序列的测温误差为-0.02±0.10°C,单次扫描时间为1.35 s。在离体猪肉组织中,设定相同的扫描参数,echo-shifted RF-spoiled GRE和RF-spoiled GRE序列能达到最优信噪比的翻转角均为10°。在相同的时间分辨率下,虽然echo-shifted RF-spoiled GRE的信噪比小于RF-spoiledGRE序列,但前者的温度变化不确定度小于后者(分别为1.04°C和2.75°C)。2.SMS技术的实现及在温度监控中的应用用SENSE重建算法实现了SMS技术;echo-shifted RF-spoiled GRE序列结合SMS技术测量仿体降温实验中,用光纤温度计标定得到两个层面的测温误差分别为:-0.01±0.06°C和0.01±0.06°C;HIFU加热实验中,单次扫描时间为0.86 s。采用echo-shifted RF-spoiled GRE结合SMS得到两个层面的温度变化结果与echo-shifted RF-spoiled GRE单独扫描对应相同位置层面得到的温度变化结果较为一致。结论研究表明echo-shifted RF-spoiled GRE序列具有较高的测温精度及较高的时间分辨率。相同时间分辨率下,与传统的RF-spoiled GRE序列相比,echo-shifted RF-spoiled GRE序列具有更低的温度不确定度。使用SMS技术后,在保证测温精度的同时不仅提高了时间分辨率,而且增大了空间覆盖率。(本文来源于《重庆医科大学》期刊2018-05-01)

梁文彬[5](2017)在《磁共振功能成像对药物依赖者脑温度改变的初步研究》一文中研究指出目的:探讨氢质子磁共振波谱(1H MRS)显示海洛因依赖者前额叶及海马区损伤后的代谢异常,利用化学位移值温度相关性的原理,应用相关方程转换,测量海洛因依赖者前额叶皮层与海马绝对温度变化,间接反映其存在的微观病理生理变化,探讨其在评估药物成瘾及渴求机制的可行性及意义。方法:选取24例处于戒断治疗期(戒断治疗时间2-6月)的男性海洛因依赖者作为实验组,选取24例年龄及受教育时间与实验组匹配的男性健康志愿者作为对照组。所有被试进行常规轴位T2WI、FLAIR扫描及前额叶皮层(感兴趣区选择跨中线包括左右侧皮层)、双侧海马的单体素磁共振波谱扫描。实验组的磁共振波谱扫描分别在静息状态和视觉刺激(呈现海洛因相关图片)诱导渴求状态下连续进行,两次扫描确保其扫描参数、感兴趣区的位置及体积完全一致。分析波谱图像,测量记录前额叶皮质和双侧海马N-乙酰天门冬氨酸(NAA)/肌酸(Cr)比值及NAA化学位移值;以NAA为参考,根据脑温度(T)与NAA化学位移(CSNAA)之间的关系:T=37+100(CSNAA-2.035),计算前额叶皮层及海马绝对脑温度;将NAA/Cr值、脑温度值作相关统计学分析比较。结果:1.海洛因依赖组及对照组常规MRI脑内均无明显异常信号灶,未见明确结构异常。前额叶皮层及双侧海马1HMRS基线稳定,各主要代谢物波峰清晰可辨。2.比较海洛因依赖组静息态与对照组:海洛因依赖组前额叶皮层及左侧海马NAA/Cr值较正常对照组下降,差异具有统计学意义(P<0.05);海洛因依赖组右侧海马NAA/Cr值与对照组比较无显着统计学差异(P>0.05)。3.比较海洛因依赖组静息态与视觉刺激态:前额叶皮层及两侧海马温度两种状态的比较均无显着统计学差异(P>0.05)。4.比较海洛因依赖组静息态与对照组:海洛因依赖组前额叶皮层温度上升,差异有统计学意义(P<0.05)。海洛因依赖组双侧海马温度与对照组比较无显着统计学差异(P>0.05)。5.将海洛因依赖组叁组脑区静息态NAA/Cr、温度值以及海洛因依赖组静息态-刺激态温度差(△T)与海洛因吸食总量作直线相关与回归分析发现:海洛因组静息态前额叶皮层温度与海洛因吸食总量存在正的直线相关关系(P<0.05),其决定系数(R Square,R2)为 0.225。结论:常规MRI对显示海洛因脑损伤微观病理改变有较大的限制,1H MRS可以较好显示及评价早期海洛因毒性效应引起的相应脑区神经元及代谢受损改变。NAA含量变化反映神经元的数量、密度和功能状态,而利用NAA化学位移值可无创性测量药物依赖者相应成瘾脑区脑温度改变。额叶是海洛因成瘾关键及易损脑区,静息态前额叶皮层温度的升高可能是神经元损伤、脑血流量及脑代谢改变的综合体现。尽管脑温度内在机制及影响因素复杂,但对探讨药物依赖机制、评价成瘾与渴求无疑是一个有潜力的评价指标,应用前景较好。(本文来源于《广州中医药大学》期刊2017-05-01)

董涛[6](2015)在《功能磁共振成像温度觉刺激装置的设计与验证》一文中研究指出由于功能磁共振(fMRI)有着较高的时间和空间分辨率等优点,其在人类脑科学研究中正得到了越来越广泛的应用。在fMRI脑功能研究方面,需要有专门的辅助fMRI的刺激装置,用来给予被试特定的感觉刺激。特别是对人体的五种基本感觉——视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉的刺激。目前,刺激方式还主要局限于视、听觉刺激,究其原因,主要是缺乏其他感觉刺激装置,特别是触觉刺激装置。另外人体的触觉感受比较复杂,具体又分为触压觉、痛觉和温度觉。它具有与视、听觉不同的特点。对于触觉里面的触压觉和痛觉需要被试直接参与到相关的fMRI实验中,不可避免的会引入其他的刺激。对于温度觉只需要被试感受不同温度的变化即可。考虑到实验的可行性,本文以温度觉作为研究对象,提出了满足温度觉刺激需求的方案设计并搭建了相应的原理样机。另外,设计了fMRI温度觉验证性实验对上述原理样机进行了功能性验证,具体成果如下:一、针对目前已有的温度觉刺激装置的特点进行了分析和总结,从单一刺激、自动控制、成像同步、电磁兼容等方面进行需求分析,从PC端软件平台、控制模块、温度刺激产生模块等方面进行了方案论证,得出了温度觉刺激装置的设计方案。二、根据提出的设计方案,设计了一台满足需求的fMRI温度觉刺激装置。PC端软件平台采用LabVIEW编程环境进行实现,可实现用户自定义刺激序列;控制模块采用MSP430作为设计核心,能够实现刺激序列转换等功能;温度刺激产生模块采用的是数字PID温控设备,接收来自MSP430传递过来的设置温度值,实现对刺激端温度的快速调控。整个装置在不引起其他刺激的情况下能够给予被试定量的温度刺激。叁、采用设计的fMRI温度觉刺激装置对5名被试进行了温度觉fMRI实验。实验设计使用了基于组块分析的实验设计方案。刺激温度为冷(16℃),热(40℃)和对照温度(32℃)。最终得到了较理想的脑功能激活图像,结果初步验证了该装置的可行性。(本文来源于《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2015-10-01)

朱瑞旻[7](2015)在《磁共振引导乳腺癌热消融治疗的温度成像方法研究》一文中研究指出磁共振引导的乳腺微波热消融治疗是一种重要的微创介入治疗方式,由于有着创伤小、恢复快等优势,它正逐渐成为治疗乳腺癌的有效手段。在微创介入治疗中,需要解决对目标组织施加热量的控制和对手术部位的温度监控等问题,因此必须对治疗过程进行实时监控包括对目标组织精确定位和温度监控,以提高手术的成功率。在磁共振引导乳腺微波消融手术过程中,温度成像方法可以算出被消融区域的准确温度。虽然目前国内外已经有很多种温度成像方法,但是由于乳腺组织自身的特殊性,需要对已有的温度成像方法加以改进,以消除乳腺组织中大量的脂肪组织对温度测量的准确性的影响:而在同时含有水和脂肪的组织中,含有水的组织的测温结果会受到温度变化导致的周围脂肪组织的磁化率变化的影响,引起测温误差。因此,需要一种新的测温方法或者温度成像优化方法减小磁化率变化对测温准确性的影响。针对上述问题,本文提出了一种新的基于磁化率变化的温度成像优化方法。首先使用最基本的温度成像方法求出热消融区域的温度;然后针对乳腺组织的特异性,使用水脂分离的温度成像方法计算温度,同时借助水和脂肪磁化率变化的差异性对温度进行修正;最后将温度差作为评估温度修正算法优劣的指标。最后仿真实验结果表明,对于包含水脂两种组织的热消融模型,在微波消融输入功率为15W,微波消融时间为300s的时候,本算法的综合修正效果最好。上述结果证明了本算法的正确性以及可行性,适用于任何含有水和脂肪两种物质的组织。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2015-05-05)

吕宙[8](2014)在《基于k-t GRAPPA重建算法的磁共振温度成像》一文中研究指出HIFU(High Intensity Focused Ultrasound,高强度聚焦超声)等肿瘤热疗手段热疗加热速率快,对温度监控的准确性、实时性、分辨率都有很高要求。基于PRF的磁共振温度成像方法具有高时空分辨率、与温度良好的线性关系和无组织依赖性等优点,高场下应用最为广泛,但其时空分辨率尚难达到HIFU热疗的要求。提升磁共振成像时空分辨率的一个主要方法是降采k空间数据,再通过特殊重建算法恢复数据,从而在不损失图像质量前提下减少采样时间。已有的TCR算法、k空间直接测量法需要预设参数、迭代时间长,难以在临床使用。本课题提出变密度k空间采样与k-t GRAPPA重建算法结合的方法,避免了训练数据、模型、迭代计算的使用,临床适用性强。论文进行了数值仿真、仿体实验和人体实验。数值仿真使用Soneson开发的HIFU仿真工具包模拟HIFU热疗过程中的温度分布,结果表明在k空间降采四倍时,加热区域温度的均方根误差仍低于0.2℃。五组仿体HIFU加热实验和五组人体HIFU加热实验都在飞利浦Sonalleve MR-HIFU平台进行,每组使用不同的加热功率和加热时间,随后对满采的k空间数据进行人工降采,再使用k-t GRAPPA算法进行重建。实验结果表明,在k空间降采四倍时,加热区域温度的均方根误差在仿体实验低于0.3℃,在人体实验低于1.1℃。重建图像保持较高的信噪比,每个时间帧(六个层面)的重建时间仅为1s,能够满足HIFU实时监控的要求。可见,变密度k空间采样与k-t GRAPPA重建算法具备临床应用前景。(本文来源于《北京理工大学》期刊2014-12-01)

高天欣,吕宙,丁海艳,唐晓英[9](2014)在《磁共振温度成像技术研究进展》一文中研究指出肿瘤热疗是利用物理能量加热人体局部或全身,使肿瘤组织温度上升到有效治疗温度,并维持一定的时间,以达到使肿瘤细胞凋亡但不损伤正常组织的一种治疗方法。一般正常组织可以长时间耐受42~43℃高热,加热到57~60℃(蛋白质变性阈值)数秒后组织即开始凝结坏死,即使温度低于该值,延长加热时间也会杀死组织。特别在高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)热疗中,靶组织(本文来源于《中国医学影像学杂志》期刊2014年07期)

饶芳[10](2012)在《叁维磁共振温度成像方法的研究》一文中研究指出随着人们对肿瘤治疗效果和术后生活品质的要求不断提高,创伤小、恢复快的治疗方法越来越受到人们的关注和欢迎,大部分传统肿瘤治疗正从开放入侵式的手术治疗转向无创或微创的治疗方式。热疗技术作为一种良好的无创手段,受到了越来越多的人青睐。为了保证术中治疗的安全性,热疗技术必须有成像技术作为引导。磁共振作为现代医学的主要检查方法,与其他检测手段方法对比磁共振成像具有无创伤、无射线、对比分辨率高,成像参数与成像层面灵活等优点,最重要的是磁共振对人体没有电离辐射等伤害,目前已在临床应用中应用的很广泛。磁共振温度成像(Magnetic Resonance Thermometry,MRT)技术通过量化与温度相关的参数,得到温度随空间的分布图。MRT最大的特点是他能实现肿瘤热疗过程中的解剖图像和温度图像的双重监控。因此发展实时精确的MRT技术对于保证肿瘤消融治疗效果和安全性有很重大的意义。本文在概述磁共振成像的原理,总结前人在二维温度成像基础上,提出叁维温度成像,主要的研究内容为:1)主要介绍了肿瘤热疗技术的进展和主要方式,以及从自旋、射频脉冲与共振、弛豫时间等方面概述了磁共振温度成像的原理和优点。2)研究了磁共振温度成像中有关的扫描和处理参数,包括扫描序列的选择、回波时间的选择、相位拟合方法的选择、多项式阶数的选择和被拟合区域与拟合区域面积比的选择,给出了理论上的分析和结论,深入研究当前二维温度成像方法。3)基于叁维空间上层间的高相关性提出快速叁维温度成像方法,该方法相较于标准的逐层方法在数据处理速度上提高了大约叁倍。在Siemens Magnetom TIM Trio3T系统上做了体内常温实验,仿体加热实验和体外动物器官加热实验,进一步考察本文提出的快速叁维方法与标准的逐层方法的优缺点。(本文来源于《华南理工大学》期刊2012-05-01)

磁共振温度成像论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

大量实验表明哺乳动物体内的棕色脂肪组织(Brown adipose tissue,BAT)是体内重要产热源,BAT被激活后消耗脂肪,将能量以热的形式散发出去,棕色脂肪有望成为抵抗肥胖及相关代谢性疾病的新靶点。棕色脂肪组织的温度变化可以对其活性进行表征,为研究BAT活性和肥胖及代谢性疾病之间的关系提供了有效的手段。它们之间的关系具有重大的临床意义,并为下一步研发治疗肥胖的药物提供了新的评估手段。围绕基于磁共振技术的BAT识别与温度成像,本论文进行了叁个方面的研究工作,包括开发鲁棒的基于磁共振化学位移编码成像的水脂分离算法、双极性读出涡流校正算法和具有高精度的脂肪参考磁共振温度成像算法。最后利用上述算法在哺乳动物身上进行了棕色脂肪组织的识别与活性评估的初步实验。其一,由于BAT与白色脂肪组织(WAT)的细胞中脂肪含量不同,因此基于化学位移编码成像技术的水脂分离方法可以作为识别BAT的手段,另外分离结果也为含脂肪组织的温度成像提供可靠的初始值,是后面温度成像算法的关键步骤。水脂分离算法最大的挑战是水脂二义性的问题。本论文提出了一种基于多分辨率局部增长和自检验场图估计的算法,实现对水脂信号的正确分离。本论文将提出的算法与传统的多分辨率算法、局部增长算法和图割算法进行了对比研究,数据选取2012年国际磁共振学会年会提供的已知真实分离结果的17组多回波图像,根据与真实参考值的比较,求得不同算法对每一组图像的得分,得分范围是0~10000,数值越大,水脂分离效果越好,结果显示本论文算法的平均得分是9928,其中13组数据的得分超过9900。本论文算法在所有的图像处理中均未发现明显的水脂分反的情况。本论文算法的优势在于提供了一种场图自检验的机制保证最高分辨下种子点选取的准确性。与传统的多分辨率算法和局部增长算法相比,本论文算法在孤立区域和场图变化较快的区域都能够实现正确的水脂分离。其二,双极性梯度回波序列能够减小回波间隔和提高图像的信噪比,这有助于提高BAT识别的准确性和温度成像的精度。但是双极性读出梯度在采集到的奇偶回波信号中引入了极性相反的涡流相位。本论文考虑涡流相位的高阶项,提出一种新的涡流相位估计方法。该方法利用金字塔形的逐层线性拟合方法对非线性的涡流相位进行了精确的近似。本论文基于水脂混合仿体实验和人体在体实验,对该算法的脂肪定量精度与单极性读出数据进行了比较。仿体实验的结果显示本论文算法得到的脂肪含量(fat fraction,FF)与单极性读出数据得到的参考FF之间的最大绝对误差小于2%,表明本论文算法能够很好的校正高阶涡流相位;综上,该算法提供了一种简单有效的双极性读出梯度涡流相位的校正方法,而且不需要额外的数据采集。其叁,BAT的活性评估是BAT相关研究的重要组成部分,而BAT激活后的磁共振无创温度测量可对其活性进行评估。由于脂肪中氢质子的共振频率对温度不敏感,使得传统的质子共振频率漂移(Proton resonance frequency shift,PRFS)温度成像算法不适用于BAT。本论文提出了一种新的脂肪参考PRFS的磁共振温度成像算法,该算法考虑了影响现有算法的各种不利影响因素,如脂肪共振多峰信号模型,表观横向弛豫时间T2*的温度依赖性等。该算法采用双步迭代温度估计(Dual-step iterative temperature estimation,DITE)的方法来提高温度精确度。本论文利用蒙特卡洛模型、水脂混合仿体实验和离体BAT实验对所提出算法的温度成像效果进行了评估,并和现有的同类算法进行了比较。结果显示本论文算法的温度估计值和荧光光纤温度计的测量结果具有较高的一致性,比同类算法具有更好的准确度和精确度。在离体BAT加热实验中,本论文算法在120次温度测量中的平均估计偏差、偏差的标准差和均方值误差分别是-0.08/0.46/0.56℃。综上,本论文算法能够在含有水脂的组织中实现精确的温度测量。最后,将上述DITE算法应用于在体激活后的BAT实验,获得温度分布图和FF图像。实验表明,四只实验大鼠具有相同的温度变化和FF变化模式。下一步的研究将利用基因表达的测量方法来确认本论文方法在BAT研究中的有效性。本论文的方法可以为BAT活性的评估提供一个有效的手段,并促进肥胖相关治疗药物的研发。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

磁共振温度成像论文参考文献

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