Termometria rezonansu magnetycznego

• Autorzy: Truszkiewicz Adrian , Bartusik-Aebisher Dorota

Warianty tytułu

EN

Thermometry of magnetic resonance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odkryte w połowie XX wieku zjawisko rezonansu magnetycznego stanowi do dnia dzisiejszego potężne narzędzie w rękach badaczy. Znajduje zastosowanie zarówno w naukach biologicznych, jak i technicznych. Sztandarowym zastosowaniem metody obrazowania wykorzystującego zjawisko rezonansu magnetycznego jest medycyna. Ta w pełni nieinwazyjna metoda pozwala na badanie ludzkiego ciała w sposób dotąd niespotykany. Niniejsza praca prezentuje jeden z aspektów zastosowania tej metody, a mianowicie termometrię rezonansu magnetycznego (MRT). W pracy dokonano przeglądu metod pozwalających na monitorowanie temperatury metodą MRI. Pokazano źródła błędów, jak również wybrane metody ich redukcji. Cel pracy. Celem pracy jest przedstawienie metod pomiaru temperatury wnętrza ludzkiego ciała metodami MRI. Termometria MRI (MRT) to ważna funkcjonalność pozwalająca na nieinwazyjne mierzenie temperatury w miejscach o ograniczonym dostępie. Funkcjonalność ta jest nieodzowna w prowadzeniu niektórych rodzajów terapii nowotworów. Znajomość rozkładu temperatur nie tylko w punkcie, ale w całej objętości jest kluczowa do tego rodzaju zastosowań.

EN

The phenomenon of magnetic resonance imaging discovered in the mid-20th century is a powerful tool to this day in the hands of researchers. It finds application in both sciences biological and technical. The main application field of the resonance phenomenon is medicine. The method is completely non-invasive and allows the examination of the human body in a manner so far unparalleled. This work presents one aspect of the application of this methods, called magnetic resonance imaging thermometry (MRIT). The paper reviews methods allowing for temperature monitoring. Error sources as well as selected methods of their reduction is presented. Objective of the work. The purpose of the work is to present methods for the measurements of internal body temperature by MRI . Thermometry MRI (MRIT) is an important field that allows non-invasive temperature measurement. This functionality is indispensable in driving certain types of cancer therapy. Knowledge of the temperature is crucial for this application.

Słowa kluczowe

PL

czas relaksacji; rezonans magnetyczny; pomiar temperatury; termometria; MRI; termoterapia; PFR

EN

magnetic resonance imaging; temperature measurement; MRI; thermometry; thermotherapy; PFR

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 8, nr 5
• Strony: 385--389
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., wykr.

Twórcy

autor

Truszkiewicz Adrian

• Uniwersytet Rzeszowski, Wydział Medyczny, ul. Warszawska 26A, 35-205 Rzeszów

autor

Bartusik-Aebisher Dorota

• Uniwersytet Rzeszowski, Wydział Medyczny, ul. Warszawska 26A, 35-205 Rzeszów

Bibliografia

• 1. K. Krynicki, Proton spin-lattice relaxation in pure water between 0°C and 100°C, Physica, Volume 32, 1966, 167-178.
• 2. F. Franks: Water a comprehensive treatise, The Physics and Physical Chemistry of Water, Plenum Press New York- London, 1, 1972, 235-261.
• 3. D.L. Parker, V. Smith, P. Sheldon, L.E. Crooks, L. Fussell: Temperature distribution measurements in two dimensional NMR imaging, Medical Physics 10(3), 1983, 321-325.
• 4. D.L. Parker: Applications of NMR Imaging in Hyperthermia: An Evaluation of the Potential for Localized Tissue Heating and Noninvasive Temperature Monitoring, IEEE Transactions on Biomedical Engineering BME-31, 1, 1984, 161-167.
• 5. B. Janne d’Othée, G. Rachmuth, J. Munasinghe, E.V. Lang: The effect of hyperoxygenation on T1 relaxation time in vitro, Acad Radiol., 10(8), 2003, 854-860.
• 6. S. Hey, M. de Smet, C. Stehning, H. Grüll, J. Keupp, C.T. Moonen, M. Ries: Simultaneous T1 measurements and proton resonance frequency shift based thermometry using variable flip angles, Magn Reson Med., 67(2), 2012, 457-463.
• 7. V. Rieke, K. Butts Pauly: Thermometry MR, J Magn Reson Imaging, 27(2), 2008, 376-390.
• 8. H. Odéen, D.L. Parker: Magnetic resonance thermometry and its biological applications – Physical principles and practical considerations, Prog Nucl Magn Reson Spectrosc., 110, 2019, 34-61.
• 9. N. Muller: Concerning structural models for water and chemical-shift data, The Journal of Chemical Physics, 43(7), 1965, 2555-2556.
• 10. A.M. El-Sharkawy, M. Schär, P.A. Bottomley, E. Atalar: Monitoring and correcting spatio-temporal variations of the MR scanner’s static magnetic field, MAGMA, 19(5), 2006, 223-236.
• 11. R.D. Peters, R.M. Henkelman: Proton-resonance frequency shift MR thermometry is affected by changes in the electrical conductivity of tissue, Magn Reson Med., 43(1), 2000, 62-71.
• 12. S.M. Sprinkhuizen, M.K. Konings, M.J. van der Bom, M.A. Viergever, C.J. Bakker, L.W. Bartels: Temperature-induced tissue susceptibility changes lead to significant temperature errors in PRFS-based MR thermometry during thermal interventions, Magn Reson Med., 64(5), 2010, 1360-1372.
• 13. X. Zhou, Q. He, A. Zhang, M. Beckmann, C. Ni: Temperature measurement error reduction for MRI-guided HIFU treatment, Int J Hyperthermia, 26(4), 2010, 347-358.
• 14. L. Winter, E. Oberacker, K. Paul, Y. Ji, C. Oezerdem, P. Ghadjar, A. Thieme, V. Budach, P. Wust, T. Niendorf: Magnetic resonance thermometry: Methodology, pitfalls and practical solutions, Int J Hyperthermia, 32(1), 2016, 63-75.
• 15. A.V. Shmatukha, P.R. Harvey, C.J. Bakker: Correction of proton resonance frequency shift temperature maps for magnetic field disturbances using fat signal., J Magn Reson Imaging, 25(3), 2007, 579-587.
• 16. P. Baron, R. Deckers, J.G. Bouwman, C.J. Bakker, M. de Greef, M.A. Viergever, C.T. Moonen, L.W. Bartels: Influence of water and fat heterogeneity on fat-referenced MR thermometry, Magn Reson Med., 75(3), 2016, 1187-1197.
• 17. K. Kuroda, K. Oshio, A.H. Chung, K. Hynynen, F.A. Jolesz: Temperature mapping using the water proton chemical shift: a chemical shift selective phase mapping method, Magn Reson Med., 38(5), 1997, 845-851.
• 18. R.J. Stafford, J.D. Hazle, G.H. Glover: Monitoring of high-intensity focused ultrasound-induced temperature changes in vitro using an interleaved spiral acquisition, Magn Reson Med., 43(6), 2000, 909-912.
• 19. B.T. Svedin, C.R. Dillon, D.L. Parker: Effect of k-space-weighted image contrast and ultrasound focus size on the accuracy of proton resonance frequency thermometry, Magn Reson Med., 81(1), 2019, 247-257.
• 20. J. Chen, B.L. Daniel, K.B. Pauly: Investigation of proton density for measuring tissue temperature, J Magn Reson Imaging., 23(3), 2006, 430-434.
• 21. S.J. Graham, G.J. Stanisz, A. Kecojevic, M.J. Bronskill, R.M. Henkelman: Analysis of changes in MR properties of tissues after heat treatment, Magn Reson Med., 42(6), 1999, 1061-1071.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).