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平行造影

时间:2013-10-28来源:机器视觉网http://shixinhua.com 作者:石鑫华机器视觉网 点击:

平行造影

石鑫华机器视觉网:平行造影方法(Parallel imaging)是磁振造影(MRI)的一种加速造影方式,可以减少成像时间。
其利用到多个射频线圈接收器共同协力,每个线圈接受器可缩减k空间资讯取样来加速扫描并维持空间分辨率,但会各线圈所得资料会发生影像上的混叠。再接着是利用各个线圈感应度(sensitivity)分布不同所得的额外空间资讯,或于k空间将缺少的资讯填补回来,还原得到可以判读的正常影像(下述SMASH方法),或于影像空间将各张的混叠影像的运算还原得到正常影像(下述SENSE方法)。简单说,是以额外空间资讯换取总扫描时间减少的方法。
目前方法发展上主要有两大类:SMASH方法大类与SENSE方法大类。
 

背景

核磁共振(NMR)用到的是一个强的静磁场使自旋极化,以及共振频率的射频(连续或脉冲)对自旋照射得到讯号的技术;1970年代发明MRI,其原理是采用梯度磁场让不同位置的自旋感受到不同的静磁场强度而有不同的共振频率,从中可以选择性激发以及对空间位置进行编码。因此,一直以来都是利用梯度磁场一步步取得k空间全部资讯以得到一张影像,是不可避免的作法。
这样的方法使得所需扫描时间也相对较长,虽然随着硬件设备的进步,梯度磁场切换变快能够使扫描时间变短,然而最终有物理上与生理上的极限——物理上会有涡电流等干扰影像品质现象的出现;生理上则可能对受扫描的生物体产生周边神经刺激等不良影响。
此外如会运动的身体组织,如心脏、血流或呼吸运动造成胸腔、腹腔器官的不自主运动,或者是不能配合保持静止的受检者,若依传统方法则可能有明显的运动假影。若透过平行造影方法,则可加速成像,得到假影干扰大大减少的影像。
利用线圈随空间位置而有不同感应度的加速方法在1980年代末开始提出,尔后在1997年则有SMASH方法、1999年有SENSE方法的实验结果提出。随后又出现了许多改良技术,大都可粗分为SMASH与SENSE。目前平行造影方法已成为临床磁振造影扫描仪的标准设置之一。

文献

  • SMASH原始论文:Sodickson DK, Manning WJ. "Simultaneous acquisition of spatial harmonics (SMASH): fast imaging with radiofrequency coil arrays." Magnetic Resonance in Medicine 38(4):591-603 (1997 Oct).
  • SENSE原始论文:Klaas P. Pruessmann, Markus Weiger, Markus B. Scheidegger, Peter Boesiger "SENSE: Sensitivity encoding for fast MRI" Magnetic Resonance in Medicine 42:952–962(1999)
 
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