基于解析坐标离散化的3D非Cartesians轨迹设计用于快速体积MRI

3D非Cartesians轨迹相较于矩形轨迹在快速体积成像方面具有多项优势，包括改进的采样效率和对运动、流动及别名失真的更高鲁棒性。本文提出了一种统一框架，用于设计三种广泛使用的非Cartesians轨迹：3D径向轨迹、3D锥形轨迹和叠涡旋轨迹。我们的方法基于以下思想：非Cartesians轨迹可被解释为由一组模板轨迹定义的解析坐标的离散化版本。等价地，解析坐标被概念化为由无数多个模板轨迹副本组成的非Cartesians轨迹。通过在解析坐标上构建连续螺旋路径，并以单位间隔对路径上的点进行采样，仅保留essential spokes/中继后，即可得到实际的非Cartesians轨迹。我们方法的一个优势在于，可轻易推导出解析密度补偿因子，因为该因子通过解析坐标到笛卡尔网格转换导致单位面积变化的雅可比行列式进行量化。此外，本文提出的方法推导出解析公式以计算基于给定参数的读取次数，从而允许为给定总扫描时间指定轨迹的加速度因子。变密度采样可以轻易集成，even for a small number of readouts，spokes/中继沿着导出的螺旋路径在k空间中平滑分布。在一次初步的幽灵体测试中，本方法显示出比传统方法更好的采样效率和图像质量。