利用3D ViSTa-MR指纹技术实现高分辨率髓鞘水分数与定量弛豫映射
医学物理
2024-01-09 v1 图像与视频处理
摘要
目的：本研究旨在开发一种高分辨率全脑多参数定量MRI方法，用于同时映射髓鞘水分数（MWF）、T1、T2和质子密度（PD），且扫描时间在临床可行范围内。方法：我们开发了3D ViSTa-MRF，该技术结合了短横向弛豫时间分量可视化（ViSTa）技术与MR指纹（MRF），以在临床3T扫描仪上实现高保真全脑MWF和T1/T2/PD映射。为实现快速采集和内存高效重建，ViSTa-MRF序列采用了优化的3D微小黄金角螺旋投影采集和联合时空子空间重建，并配以优化的预处理算法。通过所提出的ViSTa-MRF方法，实现了高保真直接MWF映射，无需可能因额外假设或先验引入偏差和/或噪声的多组分拟合。结果：体内结果证明了所提出的采集和重建框架在提供高信噪比和良好质量快速多参数映射方面的有效性。1mm和0.66mm各向同性数据集的体内结果表明，所提出方法测量的MWF值与标准ViSTa结果一致，而标准ViSTa速度慢30倍且信噪比更低。此外，我们将所提出方法应用于婴儿大脑发育和死后脑样本的5分钟全脑1mm各向同性MWF和T1/T2/PD映射评估。结论：在本工作中，我们开发了3D ViSTa-MRF技术，能够在5分钟和15分钟内分别获取1mm和0.66mm各向同性分辨率的全脑MWF、定量T1、T2和PD图。这一进展使得能够对大脑髓鞘变化进行定量研究。
引用
@article{arxiv.2312.13523,
title = {High-resolution myelin-water fraction and quantitative relaxation mapping using 3D ViSTa-MR fingerprinting},
author = {Congyu Liao and Xiaozhi Cao and Siddharth Srinivasan Iyer and Sophie Schauman and Zihan Zhou and Xiaoqian Yan and Quan Chen and Zhitao Li and Nan Wang and Ting Gong and Zhe Wu and Hongjian He and Jianhui Zhong and Yang Yang and Adam Kerr and Kalanit Grill-Spector and Kawin Setsompop},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.13523},
year = {2024}
}
备注
38 pages, 12 figures and 1 table