單掃描時空編碼靈活小視野磁共振成像與圖像畸變校正.pdf

1、在眾多的超快速成像方法中，單掃描平面回波成像(echo planar imaging，EPI)，因其在速度和分辨率方面的突出表現(xiàn)，成為最受歡迎的成像方法之一。然而，EPI圖像容易受到B0場不均勻和單次k空間采樣中相位誤差累積的影響而出現(xiàn)嚴重的幾何形狀畸變。最近以色列威茲曼研究所的Frydman小組提出了一種基于線性掃頻激發(fā)的時空編碼(spatiotemporally encoded，SPEN)磁共振成像方法，該方法可以減弱EPI因非均勻

2、場引起的偽影與圖像畸變。本文首先基于SPEN成像方法的特點提出了兩種小視野(reduced field-of-view, rFOV)成像方法，然后基于正交時空編碼(biaxial spafiotemporal encoded，bi-SPEN)成像方法的特點提出了一種無需額外B0場圖掃描的圖像畸變校正方法。主要的研究內(nèi)容歸納如下:
　　一、SPEN成像中的靜態(tài)相位點賦予了SPEN方法特有的rFOV成像能力。本文提出了一種基于靈活解碼

3、的rFOV成像方法，并展示了SPEN方法在rFOV成像方面的優(yōu)勢。該rFOV方法分別采用水模型實驗和活體大鼠實驗中進行驗證，并且與正交激勵的EPI成像結果進行比較。通過對比可以發(fā)現(xiàn)本文提出的rFOV方法在選擇合適的實驗參數(shù)時可以獲得比EPI圖像更好的信噪比(signal-to-noiseratio，SNR)，并且在大鼠心臟實驗中給出更好的圖像質(zhì)量。該方法還可以在單次激發(fā)下獲得多個分立區(qū)域的rFOV圖像，且圖像的空間分辨率也得到了提高。<

4、br>　　二、chirp脈沖的邊帶選擇特性賦予了SPEN方法另一種rFOV成像的能力。在激發(fā)階段我們通過幅值調(diào)制的chirp脈沖有選擇地激發(fā)位于一個或者多個感興趣區(qū)域(region-of-interest，ROI)內(nèi)的質(zhì)子自旋來實現(xiàn)感興趣區(qū)域的rFOV成像，并采用傅里葉變換對SPEN數(shù)據(jù)進行高分辨重建。我們對該rFOV成像方法進行了詳細的理論推導和說明，并通過水模型和活體大鼠實驗進行驗證。此外，我們通過點擴散函數(shù)對該rFOV成像方法進行

5、了可行性分析。為進一步評估該rFOV成像方法，我們將相應的成像結果與EPI成像結果進行了比較，無論是仿真實驗結果還是真實的實驗結果都驗證了該方法可以在一次激發(fā)的情況下對一個或多個ROI進行rFOV成像，并且相應的rFOV圖像具有更高的空間分辨率、良好的魯棒性和較少的混疊偽影。該方法有望應用于存在嚴重磁化率差異部位的磁共振成像，并且可對多個分立區(qū)域同時進行成像，大大提高成像效率。
　　三、盡管SPEN方法比EPI具有更好的非均勻場魯

6、棒性，但是在非均勻場下SPEN圖像也會發(fā)生畸變。本文提出了bi-SPEN序列，基于該序列開發(fā)了一種無需額外B0場圖掃描的畸變校正方法。該方法通過對畸變的bi-SPEN圖像進行多次迭代重建實現(xiàn)畸變校正。在進行畸變校正前，首先對原始的畸變的bi-SPEN圖像進行超分辨重建得到超分辨的bi-SPEN圖像，然后對超分辨的bi-SPEN圖像進行相位解纏繞處理獲得相應的B0場圖，再對B0場圖進行多項式擬合獲得相應的磁化率梯度值，最后將磁化率梯度值代