高解像度、大きなダイナミックレンジフィールドマップ推定

目的：大きなダイナミックレンジで高解像度フィールドマップを計算する理論と対応する方法を提示します。 理論と方法：2つのエコーから計算された場合、フィールドマップ値のエラーの閉じた式式を導き出します。最適化の問題を策定して、3つのエコー時間を選択し、最大の異なるエラー分布のペアを作成します。規定のエコー時間で標準フィールドマッピングシーケンスを使用します。次に、最適化されたエコー時間を活用してフィールドオフセット値を明確にする対応する推定アルゴリズムを設計します。 結果：7Tのファントムの高解像度画像を使用してメソッドを検証します。結果のフィールドマップは、大きなダイナミックレンジと低いSNR領域の両方で堅牢なマッピングを示します。また、GREとMultieCho Gradientエコーシーケンスの両方を使用して、in vivoの高解像度オフセットマップを紹介します。提案されているエコー時間間隔はよく知られている位相エイリアシングカットオフよりも大きいにもかかわらず、結果のフィールドマップは、位相アンラッピングまたは空間正規化手法を使用せずに大きなダイナミックレンジを示します。 結論：従来のノイズダイナミック範囲のトレードオフを克服する新しい3エコーフィールドマップ推定方法を示します。

PURPOSE: We present a theory and a corresponding method to compute high-resolution field maps over a large dynamic range. THEORY AND METHODS: We derive a closed-form expression for the error in the field map value when computed from two echoes. We formulate an optimization problem to choose three echo times which result in a pair of maximally distinct error distributions. We use standard field mapping sequences at the prescribed echo times. We then design a corresponding estimation algorithm which takes advantage of the optimized echo times to disambiguate the field offset value. RESULTS: We validate our method using high-resolution images of a phantom at 7T. The resulting field maps demonstrate robust mapping over both a large dynamic range, and in low SNR regions. We also present high-resolution offset maps in vivo using both, GRE and multiecho gradient echo sequences. Even though the proposed echo time spacings are larger than the well known phase aliasing cutoff, the resulting field maps exhibit a large dynamic range without the use of phase unwrapping or spatial regularization techniques. CONCLUSION: We demonstrate a novel three-echo field map estimation method which overcomes the traditional noise-dynamic range trade-off.