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Computational and mathematical methods in medicine20180101Vol.2018issue()

高速インターリーブマルチスライスT1マッピング:シングルショットインバージョン回復ラジアルフラッシュのモデルベースの再構築

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

目的:シングルショットの反転回復(IR)ラジアルフラッシュの獲得と正規化されたモデルベースの再構成に基づいて、高速マルチスライスT1マッピング方法を開発する。 方法:マルチスライスラジアルKスペースデータは、最適化されたフリップ角を備えたスポークインチレーブの方法で黄金角サンプリングスキームを使用して、単一の非選択的反転パルスの後に継続的に取得されます。各スライスのパラメーターマップとコイルの感受性は、共同スパースの制約と組み合わせたモデルベースの非線形逆再構成を使用して、高度にサンプリングされたラジアルKスペースデータから直接推定されます。この方法のパフォーマンスは、数値的および実験的なT1ファントムを使用して検証されており、3Tでのヒト脳と肝臓の研究について実証されています。 結果:提案された方法では、4秒の期間の単一のIR実験内で0.5×0.5×4 mm3分解能で脳の7つの同時T1マップが可能になります。ファントム研究は、単一スライスの獲得で得られた同様の精度と精度を確認します。腹部用途の場合、提案された方法は、4秒の呼吸ホールド内で1.25×1.25×6 mm3の分解能で3つの同時T1マップを生成します。 結論:モデルベースの非線形逆再構成、放射状サンプリング、並列イメージング、および圧縮センシングの利点を組み合わせることにより、迅速、堅牢、正確、正確なマルチスライスT1マッピングを実現できます。

目的:シングルショットの反転回復(IR)ラジアルフラッシュの獲得と正規化されたモデルベースの再構成に基づいて、高速マルチスライスT1マッピング方法を開発する。 方法:マルチスライスラジアルKスペースデータは、最適化されたフリップ角を備えたスポークインチレーブの方法で黄金角サンプリングスキームを使用して、単一の非選択的反転パルスの後に継続的に取得されます。各スライスのパラメーターマップとコイルの感受性は、共同スパースの制約と組み合わせたモデルベースの非線形逆再構成を使用して、高度にサンプリングされたラジアルKスペースデータから直接推定されます。この方法のパフォーマンスは、数値的および実験的なT1ファントムを使用して検証されており、3Tでのヒト脳と肝臓の研究について実証されています。 結果:提案された方法では、4秒の期間の単一のIR実験内で0.5×0.5×4 mm3分解能で脳の7つの同時T1マップが可能になります。ファントム研究は、単一スライスの獲得で得られた同様の精度と精度を確認します。腹部用途の場合、提案された方法は、4秒の呼吸ホールド内で1.25×1.25×6 mm3の分解能で3つの同時T1マップを生成します。 結論:モデルベースの非線形逆再構成、放射状サンプリング、並列イメージング、および圧縮センシングの利点を組み合わせることにより、迅速、堅牢、正確、正確なマルチスライスT1マッピングを実現できます。

PURPOSE: To develop a high-speed multislice T1 mapping method based on a single-shot inversion-recovery (IR) radial FLASH acquisition and a regularized model-based reconstruction. METHODS: Multislice radial k-space data are continuously acquired after a single nonselective inversion pulse using a golden-angle sampling scheme in a spoke-interleaved manner with optimized flip angles. Parameter maps and coil sensitivities of each slice are estimated directly from highly undersampled radial k-space data using a model-based nonlinear inverse reconstruction in conjunction with joint sparsity constraints. The performance of the method has been validated using a numerical and experimental T1 phantom as well as demonstrated for studies of the human brain and liver at 3T. RESULTS: The proposed method allows for 7 simultaneous T1 maps of the brain at 0.5 × 0.5 × 4 mm3 resolution within a single IR experiment of 4 s duration. Phantom studies confirm similar accuracy and precision as obtained for a single-slice acquisition. For abdominal applications, the proposed method yields three simultaneous T1 maps at 1.25 × 1.25 × 6 mm3 resolution within a 4 s breath hold. CONCLUSION: Rapid, robust, accurate, and precise multislice T1 mapping may be achieved by combining the advantages of a model-based nonlinear inverse reconstruction, radial sampling, parallel imaging, and compressed sensing.

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