Podstawy obrazowania rezonansem magnetycznym: z rekonstrukcją obrazu symulowaną przez MATLAB

Opinie czytelników

Obecnie brak opinii czytelników. Ocena opiera się na 2 głosach.

Oryginalny tytuł:

Fundamentals of Magnetic Resonance Imaging: with image reconstruction simulated by MATLAB

Zawartość książki:

Ta książka jest wydrukowana w czerni i bieli. Została zmieniona 30.05.2020 r. Zaczynając od złożonego rozpadu indukcji swobodnej (FID), niniejsza książka ustanawia logiczne ramy dla omówienia zasad MRI. W oparciu o te ramy szczegółowo opisano tradycyjne i nowe tematy. Każdy wzór jest wyprowadzany krok po kroku. Istota MRI jest dokładnie omówiona. Podkreślono, że transformata Fouriera (FT) w MRI jest naturalnym wynikiem akwizycji danych z liniowym gradientem pola. Każda koncepcja, w szczególności koncepcja echa, jest szczegółowo wyjaśniona. Na przykład wskazano, że popularny rysunek echa podążającego za pojedynczym FID (zwróć uwagę na to "pojedynczym") na osi czasu jest mylący w MRI (ale może nie w NMR). Echo nie może być traktowane jako dwa odwrócone FID itp. Jeśli nie możesz natychmiast zaakceptować tych stwierdzeń, być może będziesz musiał odświeżyć swoją podstawową wiedzę na temat MRI. Procedura od FID do obrazu MR jest realizowana przez parę FT. Pierwszy FT jest ustalany naturalnie i automatycznie z akwizycji echa. Konwerter analogowo-cyfrowy prowadzi do dyskretnego FID. Korzystając z próbkowania Nyquista i kwadraturowej detekcji fazy (PSD), wyprowadza się wzór FOV * dk = 2pi. Z FOV*dk=2pi, dyskretny FT jest wyprowadzany przez sumowanie dyskretnego FID bezpośrednio, bez polegania na ciągłym FT. Zatem dyskretny FID prowadzi do dyskretnego FT.

Z drugiej strony, dyskretne echo jest sumą uzyskanych dyskretnych FID, jeśli ponownie fazujące pole gradientu liniowego podąża za de-fazującym polem gradientu. Zatem dyskretny FID również prowadzi do dyskretnego echa. Wynika z tego, że dyskretne echo jest dyskretnym FT (jednowymiarowym). Seria ech jest uzyskiwana przez kodowanie fazowe (surowe dane w dwuwymiarowej przestrzeni k). Przestrzeń k jest zatem dwuwymiarowym dyskretnym FT (pierwszym FT). Zrekonstruowany obraz uzyskuje się poprzez zastosowanie odwrotnego FT (drugi FT) do serii dyskretnych ech (przestrzeń k). Ciągły FT jest używany jako krok heurystyczny. Nie jest to jednak konieczne do omówienia MRI. Jako przykład przejścia od FID do obrazu MR, symulowane obrazy są uzyskiwane dla fantomów graficznych przy użyciu programu MATLAB. W załączniku znajdują się kody MATLAB do rekonstrukcji obrazu i niektórych impulsów selektywnych częstotliwościowo. W oparciu o ramy, tematy obejmują podstawowe sekwencje impulsów; ciąg impulsów; kontrasty obrazu; stosunek sygnału do szumu; artefakty dzwonienia; artefakty aliasingu; poprawę profilu przekroju impulsów selektywnych (równanie Blocha jest rozwiązywane numerycznie przy użyciu metody Rungego-Kutty); tłumienie tłuszczu; transfer magnetyzacji; dyfuzja; obraz przepływu; funkcjonalny MRI (przedstawiono fMRI dla naprzemienności percepcyjnej) itp.

Wewnątrz ram, podkreślone tematy obejmują pulsacyjny artefakt ducha dla przepływu, który jest symulowany przez MATLAB i wyjaśniony przez przeplatane dane zerowe w przestrzeni k; eksperymenty pokazują, że tradycyjne wyjaśnienie błędnej rejestracji przepływu nie jest poprawne; eksperyment pokazuje również, że profil przepływu laminarnego wygląda jak długa igła, a nie elipsoida; wzór Stejskala-Tannera na wartość b można uzyskać przez błędne wyprowadzenie, a zatem poprawność wzoru może być kwestionowana; siła gradientu ponownego ogniskowania dla impulsu selektywnego 90d wynosi-0. 515, zamiast powszechnie stosowanego -0,5 (niewielka różnica w sile zogniskowania prowadzi do dużej różnicy w efektach zogniskowania ze względu na nieliniowość równania Blocha); itp. Oprócz powyższych tematów, równanie Blocha z terminami T1, T2, dyfuzja, przepływ itp. jest wyprowadzane przez dodanie niezależnych wkładów do dM/dt przy założeniu, że T2 działa tylko w płaszczyźnie x-y. Mamy nadzieję, że ta książka jest czytelna. Mamy nadzieję, że podróż przez tę książkę będzie przyjemnością. Ta książka będzie wartościowa dla początkujących. Być może będzie również wartościowa dla szerszego grona czytelników.