超高场预临床高分辨率 3D 1H-MRSI 的压缩感知优化与应用
医学物理
2025-12-01 v1
摘要
质子磁共振光谱成像 (1H-MRSI) 在预临床研究中正获得不断增长的应用。与长获取时间和脑脊液代谢物在啮齿动物脑部浓度较低相关的挑战，导致开发和应用压缩感知 (CS) 等加速方案用于 3D-1H-MRSI。本研究旨在探索 CS 工具在预临床体内应用中以实现 2D 内平面增大和 3D/多层获取的高分辨率 MRSI。探索参数以实现可能的最高加速度，作为使 3D 获取尽可能高效的方式。参数研究结果表明，在 k 空间中心核的正确抽样大小下，可实现 4 倍的加速度因子。借助此特定配置，探索更高的矩阵尺寸以实现小于 1 L 体素大小的 2D-FID-MRSI，并添加 9 个补充相位编码/切片以实现 3D-FID-MRSI。谱质量和代谢图与非加速 2D-FID-MRSI 在感兴趣切片内的比较表明，结果足够准确。CS 使用中注意到点扩散函数 (PSF) 相关问题。我们的工作提出了一种稳健且有效的协议，以实现使用 CS 的 3D-1H-MRSI，从而将获取时间控制在 30 分钟以下，同时具有最小的技术限制和高质量获取。
引用
@article{arxiv.2511.23331,
title = {Optimization and application of ultra-high field preclinical high-resolution and 3D 1H-MRSI using compressed sensing},
author = {Brayan Alves and Thanh Phong Lê and Gianna Nossa and Tan Toi Phan and Alessio Siviglia and Bernard Lanz and Wolfgang Bogner and Antoine Klauser and Bernhard Strasser and Cristina Cudalbu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.23331},
year = {2025}
}