發(fā)布時(shí)間：2018-03-17 23:07

  本文選題：腫瘤熱療　切入點(diǎn)：磁共振測(cè)溫　出處：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)》2015年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：惡性腫瘤危害人類(lèi)健康已經(jīng)成為全球較大的公共衛(wèi)生問(wèn)題之一,并不斷衍變?yōu)樾率兰o(jì)人類(lèi)健康的第一殺手。熱物理治療是眾多癌癥物理治療方法之一,其中高強(qiáng)度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)更是被稱(chēng)為是最佳的體外無(wú)創(chuàng)熱治療技術(shù)之一,而精確溫度監(jiān)控是保證熱物理治療有效和安全的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。當(dāng)前磁共振成像(MRI)測(cè)溫技術(shù)已成為腫瘤熱療過(guò)程中精確測(cè)溫技術(shù)最佳選擇。磁共振測(cè)溫雖然發(fā)展出了多種測(cè)溫理論算法,但在實(shí)際使用過(guò)程中,測(cè)溫環(huán)境受包括磁場(chǎng)的漂移、被測(cè)物組織特性、人體內(nèi)環(huán)境等因素的影響,使得這些測(cè)溫算法會(huì)有較大誤差,難以滿(mǎn)足MRI精確測(cè)溫要求(目前國(guó)際上MRI測(cè)溫的誤差2.5℃)。本論文針對(duì)基于質(zhì)子共振頻率的化學(xué)位移(簡(jiǎn)稱(chēng)“質(zhì)子共振化學(xué)位移”)的測(cè)溫算法實(shí)際應(yīng)用存在的問(wèn)題,研究建立了一個(gè)基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的MRI測(cè)溫模型和實(shí)現(xiàn)方法,主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.本文提出一種質(zhì)子共振化學(xué)位移測(cè)溫算法的無(wú)參考測(cè)溫實(shí)現(xiàn)方案,并建立了基于線(xiàn)性回歸和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的MRI測(cè)溫模型。利用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行方法驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果表明線(xiàn)性回歸測(cè)溫網(wǎng)絡(luò)MRI模型有著良好的穩(wěn)定性,其測(cè)溫效果(最大絕對(duì)溫度差為1.82℃,標(biāo)準(zhǔn)差為0.51℃)好于傳統(tǒng)的數(shù)值算法PRF方法(最大絕對(duì)溫度差為3.7℃,標(biāo)準(zhǔn)差為0.79℃),基本達(dá)到國(guó)家科技支撐項(xiàng)目(課題號(hào):2012BAI15B07)中測(cè)溫精度在?2℃之內(nèi)的要求。2.針對(duì)質(zhì)子共振化學(xué)位移測(cè)溫算法實(shí)際應(yīng)用存在的非溫度因素引起的圖像相位漂移等問(wèn)題,提出了相位補(bǔ)償方法,并研究了基于黑箱理論的相位補(bǔ)償模型,采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)了無(wú)參考漂移校正。并針對(duì)離體豬肝、離體豬心、瓊脂體膜、嫩豆腐、離體牛肉、離體豬大排六種材料在常溫下的相位變化進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,在超導(dǎo)高場(chǎng)環(huán)境下(1.5T),以上有機(jī)組織對(duì)測(cè)溫相移影響極小,MRI測(cè)溫相位漂移主要來(lái)源于MRI設(shè)備參數(shù)和環(huán)境影響。3.對(duì)MRI相位信息精確采集與計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究。分析了磁共振成像過(guò)程中主要的噪聲來(lái)源以及噪聲分布模型,提出了非局部平均濾波方法(Non-Local Means,NLM),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,NLM方法在保護(hù)圖像局部信息的同時(shí),有效提高峰值信噪比;針對(duì)多通道并行成像技術(shù),提出了利用各個(gè)通道的幅度圖像的模值大小作為權(quán)重進(jìn)行相位差加權(quán)線(xiàn)性平均技術(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多通道相位合成能有效提高測(cè)溫的精度,減小測(cè)溫誤差的標(biāo)準(zhǔn)值。
[Abstract]:Malignant tumor has become one of the major public health problems in the world, and has become the first killer of human health in the new century. High intensity focused ultrasound (HIFU) is considered to be one of the best non-invasive heat therapy techniques in vitro. Accurate temperature monitoring is a key scientific and technological problem to ensure the effectiveness and safety of thermophysical therapy. At present, MRI temperature measurement technology has become the best choice in the process of tumor hyperthermia. Magnetic resonance thermometry is the best choice. Developed a variety of temperature measurement theoretical algorithms, However, in the process of practical use, the temperature measurement environment is affected by the drift of magnetic field, the tissue characteristics of the measured object, the environment of the human body, and so on. It is difficult to meet the requirement of MRI precise temperature measurement (the error of MRI temperature measurement is 2.5 鈩，

本文編號(hào)：1626892