350 руб
Журнал «Электромагнитные волны и электронные системы» №1 за 2017 г.
Статья в номере:
Измерение градиентов магнитного поля в МРТ. Часть 1. Модель и алгоритмы
Ключевые слова: градиентное эхо (GRE) время затухания T2 градиентная дефазировка градиентное картирование
Авторы:
А.В. Протопопов - аспирант, Московский физико-технический институт (государственный университет), Федеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева E-mail: proto.alex@hotmail.com
Аннотация:
Представлены физическая модель и алгоритмы раздельного измерения постоянной времени T2 и градиентов магнитного поля при использовании последовательности градиентного эхо (GRE). Показано, что применение трехмерной модели градиентов и их пространственное усреднение в пределах вокселя приводят к аналитической модели функции релаксации, которая согласуется с экспериментальными измерениями как регулярных макроскопических, так и случайных микро- и мезо-скопических градиентов. На основе этой модели разработано несколько прямых (неитеративных) алгоритмов определения T2 и градиентов. Отмечено, что статистическая 3D-модель и прямые алгоритмы создают основу для разделения GRE-сигнала на два отображения физически значимых параметров - T2 и градиенты, удваивая тем самым информацию МРТ.
Страницы: 37-45
Список источников

 

  1. Tang M.E., Chen T.W., Zhang X.M., Huang X.H. GRE T2*-Weighted MRI. Principles and Clinical Applications // BioMed Research International. 2014. Article ID 312142. URL = http://dx.doi.org/10.1155/2014/312142.
  2. Chavhan G.B., Babyn P.S., Manohar B.T., Shroff M., Haacke E.M. Principles, Techniques, and Applications of T2*-based MR Imaging and Its Special Applications // RadioGraphics. 2009. 29. P. 1433−1449.
  3. Bloch F. Nuclear induction // Phys. Rev. 1946. V. 70. № 7−8. P. 460−474.
  4. Torey H.C. Bloch Equations with Diffusion Terms // Phys. Rev. 1956. V. 104. № 3. P. 563−565.
  5. Yablonskiy D.A., Haacke E.M. Theory of NMR signal behavior in magnetically inhomogeneous tissues - the static dephasing regime // Magn Reson Med. 1994. V. 32. № 6. P. 749−763.
  6. Sukstanskii A.L., Yablonskiy D.A. Gaussian approximation in the theory of MR signal formation in the presence of structure-specific magnetic field inhomogeneities // Journal of Magnetic Resonance. 2003. V. 163. P. 236−247.
  7. Sukstanskii A.L., Yablonskiy D.A. Gaussian approximation in the theory of MR signal formation in the presence of structure-specific magnetic field inhomogeneities. Effects of impermeable susceptibility inclusions // Journal of Magnetic Resonance 2004. V. 167. P. 56−67.
  8. Kiselev V.G. Effect of magnetic field gradients induced by microvasculature on NMR measurements of molecular self-diffusion in biological tissues // Journal of Magnetic Resonance. 2004. V. 170. P. 228−235.
  9. Dickson J.D., Ash T.W.J., Williams G.B., Sukstanskii A.L., Ansorge R.E., Yablonskiy D.A. Quantitative phenomenological model of the BOLD contrast mechanism // Journal of Magnetic Resonance. 2011. V. 212. P. 17−25.
  10. Knight M.J., Kauppinen R.A. Diffusion-mediated nuclear spin phase decoherence in cylindrically porous materials // Journal of Magnetic Resonance. 2016. V. 269. P. 1−12.
  11. D-Avila M.A., Powell R.L., Phillips R.J., Shapley N.C., Walton J.H., Dungan S.R. Magnetic resonance imaging [MRI]: a technique to study flow and microstructure of concentrated emulsions // Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2005. V. 22. №. 1. P. 49−60.
  12. Schad L.R., Brix G., Zuna I., Harle W., Lorenz W.J., Semmler W. Multiexponential proton spin-spin relaxation in MRI of human brain tumors // Journal of Computer assisted Tomography. 1989. V. 13. № 4. P. 577−587.
  13. Hagberg G.E., Indovina I., Sanes J.N., Posse S. Real-time quantification of T2* changes using multiecho planar imaging and numerical methods // Magn Reson Med. 2002. V. 48. P. 877−882.
  14. Fernandez-Seara M.A., Wehrli F.W. Postprocessing technique to correct for background gradients in image-based R2* measurements // Magn Reson Med. 2000. V. 44. P. 358−366.
  15. Dahnke H., Schaeffter T. Limits of detection of SPIO at 3.0T using T2* relaxometry // Magn Reson Med. 2005. V. 53. P. 1202−1206.
  16. Hofstetter L.W., Morrell G., Kaggie J., Kim D., Carlston K., Lee V.S. T2* measurement bias due to concomitant gradient fields // Magnetic Resonance in Medicine. 2016 (accelerated publication).
  17. Yang X., Sammet S., Schmalbrock P., Knopp M.V. Postprocessing correction for distortions in T2* decay caused by quadratic cross-slice B0 inhomogeneity // Magn Reson Med. 2010. V. 63. P. 1258−1268.
  18. Bernstein M.A., Zhou X.J., Polzin J.A., King K.F., Ganin A., Pelc N.J., Glover G.H. Concomitant gradient terms in phase contrast MR: analysis and correction // Magn Reson Med. 1998. V. 39. P. 300−308.
  19. Marquardt D.W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters // Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics. 1963. P. 11. № 2. P. 431−441.