基于CAIPI与联合Hankel结构低秩重建的3D-EPI上下相位编码采集(BUDA)用于快速无畸变高分辨率T2* mapping
图像与视频处理
2022-12-02 v1
摘要
目的:本研究旨在开发一种新型无畸变3D-EPI采集与图像重建技术,用于快速、鲁棒的高分辨率全脑成像以及定量T2* mapping。方法:设计3D-Blip-Up与-Down采集(3D-BUDA)序列,用于单回波与多回波3D GRE-EPI成像,采用多激发及上、下相位编码读出以编码B0场图信息。通过并行成像中的受控混叠(CAIPI)采样在各激发间实现互补k空间覆盖。图像重建中,采用迭代硬阈值算法最小化代价函数,该函数将场图信息引导的并行成像与多激发3D-BUDA数据的结构低秩约束相结合。将3D-BUDA扩展至多回波成像可实现T2* mapping。为此,我们提出沿回波与激发维度构建联合Hankel矩阵以改进重建。结果:在体多回波数据的实验结果表明,通过沿回波与激发维度联合重建,相较标准3D-BUDA重建提高了重建精度。进一步表明CAIPI采样可提升图像质量。对于T2* mapping,经Bland-Altman分析量化,3D-Joint-CAIPI-BUDA与参考多回波GRE的T2*值处于一致性限度内。结论:所提技术可实现快速3D无畸变高分辨率成像与T2* mapping。具体而言,3D-BUDA在3 T下22 s、7 T扫描仪上9 s实现1-mm各向同性全脑成像。多回波3D-BUDA与CAIPI采集及联合重建的结合,可在47 s内以1.1x1.1x1.0 mm3分辨率实现无畸变全脑T2* mapping。
引用
@article{arxiv.2212.00687,
title = {3D-EPI Blip-Up/Down Acquisition (BUDA) with CAIPI and Joint Hankel Structured Low-Rank Reconstruction for Rapid Distortion-Free High-Resolution T2* Mapping},
author = {Zhifeng Chen and Congyu Liao and Xiaozhi Cao and Benedikt A. Poser and Zhongbiao Xu and Wei-Ching Lo and Manyi Wen and Jaejin Cho and Qiyuan Tian and Yaohui Wang and Yanqiu Feng and Ling Xia and Wufan Chen and Feng Liu and Berkin Bilgic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.00687},
year = {2022}
}