用于张量值扩散编码的非对称梯度波形的麦克斯韦补偿设计
医学物理
2019-09-05 v1
摘要
目的：非对称梯度波形因其优越的效率而吸引人用于扩散编码，然而非对称性可能导致编码结束时存在残余梯度矩。根据实验设置，该残余矩可能引起显著的信号偏差和图像伪影。本研究的目的是开发一种不受伴随梯度影响的用于张量值扩散编码的非对称梯度波形设计。方法：提出麦克斯韦指数作为捕获伴随梯度效应的标量不变量，并在数值优化中将其约束为100 (mT/m)ms，以产生麦克斯韦补偿波形。在油体模和健康人脑中测试了该设计的有效性。作为参考，文献中的波形也纳入分析。进行仿真以研究该设计是否适用于广泛的实验以及是否能预测信号偏差。结果：麦克斯韦补偿波形在油或脑中均未显示信号偏差。相比之下，文献中的几个波形显示出明显的信号偏差。在脑中，偏差大到足以显著影响信号和参数图，并且偏差可以被理论准确预测。结论：在非对称梯度波形的优化中约束麦克斯韦指数，可产生高效的张量值编码，且伴随梯度对信号的影响可忽略。该波形设计尤其适用于强梯度、长编码时间、厚层、同时多层采集以及大/倾斜FOV的情况。
引用
@article{arxiv.1903.03357,
title = {Maxwell-compensated design of asymmetric gradient waveforms for tensor-valued diffusion encoding},
author = {Filip Szczepankiewicz and Carl-Fredrik Westin and Markus Nilsson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.03357},
year = {2019}
}