永磁开放式系统磁共振测温的若干关键问题研究

磁共振测温被认为是最具发展前景的无创活体测温技术之一。在现有的MRI系统中，永磁开放式系统具有仪器价格低，运行费用低，开放度高等特点，非常适合用于实施活体测温。同时，我国是永磁系统的生产大国，国内中小医院拥有大量永磁MRI系统，基于永磁系统开展相关基础研究，具有十分广阔的应用前景和重大社会经济价值。.目前，测温精度和速度是永磁磁共振测温面临的主要挑战。本项目针对永磁系统的特点，在预研工作的基础上，研究MRI测温相位图的非均匀填充校正方法，实现非均匀填充技术与磁共振测温技术的融合，从而提高永磁磁共振测温速度；并通过优化脉冲序列和算法，在测温过程中实现动态匀场，克服磁场漂移和场分布的变化对测温精度的影响，从而提高永磁磁共振测温精度；由此，建立永磁开放式系统磁共振测温方案，为推广磁共振活体测温技术的临床应用提供技术支撑。

对于保证肿瘤微创热疗的安全性和有效性而言，无创活体测温具有非常重要的意义。无创活体测温需要依托医学影像技术来实现。与其他医学成像方法相比，磁共振成像（MRI）具有空间分辨率高、软组织对比度高、图像对比度与组织温度的相关性高、无电离辐射、可任意方向断层等优点。因此，磁共振测温被认为是最具发展前景的无创活体测温技术之一。本项目立足于永磁开放式MRI系统，以磁共振测温技术为核心研究内容，针对永磁系统场强低、磁场稳定性差所导致的测温精度和速度低等难题，从成像仪器、脉冲序列、扫描方案和图像处理等方面入手，提高永磁磁共振测温的精度和速度。研究成果主要包括：（1）采用数字延时和异步触发等方法，提升了MRI系统关键部件的性能，从系统硬件上对梯度延时进行了校正，使成像扫描速度和图像质量得到了提高。（2）建立了用于测量磁场漂移和场分布变化的监控方案和系统。该监控系统与MRI系统兼容，可以在测温成像过程中对MRI系统主磁场强度和磁场分布进行监控，并与成像系统协同工作，对场漂移和场分布的变化进行校正，从而保证了测温精度。（3）对成像序列进行了优化，利用导航技术进一步提高了测温精度。实测结果显示，经过系统提升、序列优化之后，在监控系统的协同工作模式下，获得的磁共振测温图像的相位标准偏差为5˚，相位-温度曲线斜率为-1.6˚/˚C。（4）在本项目研究过程中产生了相关科研论文 (SCI/EI) 5篇，授权发明专利5项，新申请发明专利6项。