B1 mapping技术与水信号技术的设计实现及其在MR EPT中的应用研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:terrychang2009
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人体组织介电特性磁共振断层成像(MR EPT)技术是近年来兴起的一个磁共振领域的研究热点,它主要目的是研究怎样从MRI医学影像中获取人体组织介电特性(EPs)分布信息。通过探测正常组织转变成癌变组织的整个生理变化过程,从而得到其介电特性变化过程,对癌症的早期诊断具有突破性的价值。目前,被广泛研究的MR EPT是采用B1 mapping技术获取射频场信息,然后通过EPT重建算法得到人体组织介电特性的成像方法。这种基于射频场信息的MR EPT技术也被称之为B1-EPT技术,该技术虽然具有可以无创的获取介电特性的优点,但它的重建算法总是以一定的假设为前提,这样极大的限制了该技术的发展。近年来,不断涌现一些弥补B1-EPT不足的技术,例如,基于水信号技术的MR EPT技术,也被称为wEPT技术,该技术目前仅在3.0T场强下的人体头部进行了实现。  本文主要是在ALLTECH EchoStar 1.5T成像系统上对这两种技术展开了研究。B1-EPT选取的B1 mapping技术是基于信号相位的布洛赫-西格特位移方法,该方法在信号获取速度、准确率和鲁棒性上有极大的优势。但该方法需要特殊的序列才能被实现,而奥泰的成像系统上并没有该序列,所以本论文在奥泰的成像系统上通过编码实现了基于布洛赫-西格特位移方法的BSS序列。并比较了该方法与传统双角法的成像速度与图像质量,可知该序列的成像速度较快,准确率较高。B1-EPT重建算法主要是由南方医科大学提供。对于wEPT技术的研究,本文主要是在1.5T场强下的人体头部实现了该技术,并且利用该技术不受限于空间对称假设的优点,首次将该技术扩展到了乳腺。此外,本文还设计了一个特殊水模,主要目的是用于重建算法的误差分析。最后是关于B1 mapping技术与水信号技术在MR EPT中的应用研究,通过水模和人体实验对这两种技术进行了误差分析,为提升两种技术的准确率提供一定的参考价值。通过人脑实验可知B1-EPT和wEPT技术电导率平均相对误差分别为4.61%和16.75%,相对介电常数的平均相对误差分别为4.97%和3.0%。可知两种技术都能够一定程度上重建出人体组织介电特性值,但是算法的精度还需进一步提高,为MR EPT走向临床实践提供基础技术支持。
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