Real time temperature measurement using gradient echo magnetic resonance imaging

Abstract

Isıl lokal terapiler tümör yakma başta olmak üzere birçok tıbbi müdahaledeönemli rol oynar. Bu tür tedavilerde, uygulanan sıcaklık aralığından ve yöntemindenbağımsız olarak aşağıdaki sorunun giderilmesi gerekir: Müdahalenin etkileri ve yanetkileri belirlenebilecek şekilde, sıcaklığın uygulanan bölgedeki uzaysal ve zamansaldağılımının tayin edilmesi. İdeal bir sıcaklık izleme sistemi odaklama, yerleştirme, ısıldoz ayarlama yapabilmeli, ikincil hasarı engelleyebilmeli, ve yapılan işlemi doğrulayabilmelidir.Bu yukarıdakilerin ilk dördü yapısı gereği interaktif erişim gerektirir. Bu daancak gerçek zamanlı izleme ile mümkündür. Bu tür uygulamalarda, uygulanan tıbbiişleme gerektiğinde müdahale edebilecek kadar hızlı bilgi akışı sağlanabilinirse, izlemesistemi gerçek zamanlı kabul edilebilir. PRF (Proton Rezonans Frekansı) kayması yöntemiile MRTI (Manyetik Rezonans Sıcaklık Görüntüleme) ilk kez 1992 yılında, ısıltedaviler sırasında hızlı sıcaklık haritaları sağlamak amacıyla Ishihara tarafından önerilmiştir. Bu yöntem ardışık çekimler arasındaki sıcaklık farkı bilgisini, GRE sekansı ileoluşturulan faz imgelerinden çıkartmaya dayanır. Bu tezde, uygun bir GRE sekansı,görüntü işleme ve görüntüleme kod bloklarına sahip, MR-tabanlı bir sıcaklık izlemesistemi oluşturulmaya çalışılmıştır.Anahtar sözcükler: Invivo Sıcaklık Haritalama, Manyetik Rezonans Görüntüleme,MR Termal Görüntüleme

Heat induced local therapies play a significant role in several medical procedures, a major field being tumor ablation. Regardless of the temperature range and the heat application method of these different hyperthermia applications, they all require the solution of the following problem: Determination of spatial and temporal distribution of temperature (thus the effects and side effects of treatment) within the applied region. A targeted temperature monitoring system with sufficient capabilities would enable focusing, localization, thermal dose planning, collateral damage prevention and validation of treatment. First four of the above inherently need to be interactive, thus require real time monitoring. For a real-time application, underlying goal is to provide a relative or absolute temperature measurement, fast enough to use the temperature data to intervene with the medical procedure. MRTI (Magnetic Resonance Temperature Imaging) with PRF shift method is first proposed as a way to provide fast temperature maps during thermal therapies by Ishihara in 1992. It provides a way to use the phase images from GRE sequences to extract temperature difference information between successive acquisitions. In this thesis, an attempt is made to implement all parts of an MR-based temperature measurement system, which consists of an appropriate GRE sequence, post processing, and visualization code. The system will have the potential of being adapted to an MRI console in order to create an interactive real-time temperature monitoring application.