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三维磁共振温度成像方法的研究

作　者: 饶芳
导　师: 吴庭万
学　校: 华南理工大学
专　业: 光学
关键词: 磁共振温度成像 质子共振频率 3D插值
分类号: O482.531
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


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，提出三维温度成像，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）基于三维空间上层间的高相关性提出快速三维温度成像方法，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三倍。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三维方法与标准的逐层方法的优缺点。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 课题研究背景和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
  1.3 本文的研究内容和创新点  14-15
第二章 磁共振温度成像原理  15-25
  2.1 磁共振理论  15-20
    2.1.1 自旋  15-17
    2.1.2 射频脉冲和共振  17-18
    2.1.3 弛豫和弛豫过程  18-19
    2.1.4 TR、TE 和组织对比  19-20
  2.2 磁共振温度成像原理  20-24
    2.2.1 基于水分子扩散系数的测温原理  20-21
    2.2.2 基于弛豫时间 T1 的测温原理  21-22
    2.2.3 基于质子共振频率的位移测温原理  22-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章 基于质子共振频率的位移二维温度成像模型  25-33
  3.1 有参考模型  25-26
  3.2 无参考模型  26-32
    3.2.1 复合减法无参考模型  29-31
    3.2.2 差分法无参考模型  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章 快速三维温度方法研究  33-40
  4.1 3D 温度成像理论  33-36
  4.2 扫描序列的选择  36-37
  4.3 多项式阶数与面积比的选择  37-38
  4.4 处理速度的影响  38-39
  4.5 本章小结  39-40
第五章 三维温度成像方法性能分析  40-50
  5.1 实验平台  40-41
  5.2 体内常温实验  41-43
    5.2.1 实验结果与结论  41-43
  5.3 防体加热试验  43-46
    5.3.1 实验结果与总结  44-46
  5.4 体外动物器官加热实验  46-49
    5.4.1 实验结果与总结  46-49
  5.5 本章小结  49-50
结论与展望  50-52
  结论  50
  展望  50-52
参考文献  52-57
攻读硕士学位期间取得的研究成果  57-58
致谢  58-59
附录  59

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 磁学性质 > 磁性弛豫及共振现象 > 磁共振与弛豫理论
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