Základy zobrazovania magnetickou rezonanciou: s rekonštrukciou obrazu simulovanou pomocou MATLAB-u

Recenzie čitateľov

Momentálne nie sú žiadne recenzie čitateľov. Hodnotenie je založené na 2 hlasoch.

Pôvodný názov:

Fundamentals of Magnetic Resonance Imaging: with image reconstruction simulated by MATLAB

Obsah knihy:

Táto kniha je v čiernobielej tlači. Bola revidovaná 30.5.2020. Počnúc komplexným voľným indukčným rozpadom (FID) táto kniha vytvára logický rámec pre diskusiu o princípoch MRI. Na základe tohto rámca sú podrobne opísané tradičné témy a niektoré nové témy. Každý vzorec je odvodený krok za krokom a obšírne. Dôkladne sa rozoberá podstata MRI. Zdôrazňuje sa, že Fourierova transformácia (FT) v MRI je prirodzeným výsledkom získavania údajov, ak s lineárnym gradientom poľa. Každý pojem, najmä pojem echo, je podrobne vysvetlený. Napríklad sa uvádza, že populárny nákres ozveny nasledujúcej po jedinom FID (všimnite si to "jedinom") v časovej osi je v MRI zavádzajúci (ale nemusí byť v NMR). Ozvena sa nemôže považovať za dve FID za sebou atď. Ak tieto tvrdenia nedokážete okamžite prijať, možno si budete musieť osviežiť základné vedomosti o MRI. Postup od FID k MR obrazu sa uskutočňuje pomocou dvojice FT. Prvý FT sa vytvorí prirodzene a automaticky zo získania echa. Analógový digitálny prevodník vedie k diskrétnemu FID. Pomocou Nyquistovho vzorkovania a kvadratúrnej fázovo citlivej detekcie (PSD) sa odvodí vzorec FOV*dk = 2pi. Z FOV*dk = 2pi sa diskrétna FT odvodí priamo sumáciou diskrétnej FID bez toho, aby sa spoliehala na spojitú FT. Diskrétna FID teda vedie k diskrétnemu FT.

Na druhej strane, diskrétne echo je súčtom získaných diskrétnych FID, ak re-fázujúce lineárne gradientové pole nasleduje po de-fázujúcom gradientovom poli. Diskrétna FID teda tiež vedie k diskrétnemu echu. Výsledkom je, že diskrétne echo je diskrétny FT (jednorozmerný). Séria ozvien sa získava fázovým kódovaním (surové údaje v dvojrozmernom k-priestore). Priestor k je teda dvojrozmerný diskrétny FT (prvý FT). Rekonštruovaný obraz sa získa aplikáciou inverzného FT (druhý FT) na sériu diskrétnych ozvien (k-priestor). Spojitý FT sa používa ako heuristický krok. Pre diskusiu o MRI však nie je potrebná. Ako príklad z FID na MR obraz sa pomocou MATLAB-u získavajú simulované obrazy pre grafické fantómy. V prílohe sú uvedené kódy MATLAB-u pre rekonštrukciu obrazu a pre niektoré frekvenčne selektívne impulzy. Na základe rámca sa rozoberajú témy ako základné sekvencie impulzov, priebeh impulzov, kontrasty obrazu, pomer signálu k šumu, artefakty zvonenia, artefakty aliasingu, zlepšenie profilu rezu selektívnych impulzov (Blochova rovnica sa rieši numericky pomocou metódy Runge-Kutta), potlačenie tuku, prenos magnetizácie, difúzia, prietokový obraz, funkčná MRI (uvádza sa fMRI pre percepčnú alternáciu) atď.

Vnútri rámca sú zdôraznené témy ako pulzujúci artefakt ducha pre prúdenie, ktorý je simulovaný pomocou MATLAB-u a vysvetlený pomocou preložených nulových údajov v k-priestore; experimenty ukazujú, že tradičné vysvetlenie nesprávnej registrácie prúdenia nie je správne; experiment tiež ukazuje, že profil laminárneho prúdenia vyzerá ako dlhá ihla namiesto elipsoidu; Stejskal-Tannerov vzorec pre b-hodnotu môže byť získaný nesprávnym odvodením, a teda správnosť vzorca môže byť spochybnená; sila refokusačného gradientu pre 90d selektívny impulz je 0. 515 namiesto bežne používanej hodnoty -0,5 (malý rozdiel v sile refokusácie vedie k veľkému rozdielu v efektoch refokusácie v dôsledku nelinearity Blochovej rovnice); atď. Okrem uvedených tém sa Blochova rovnica s členmi T1, T2, difúzia, tok atď. odvodí pridaním nezávislých príspevkov k dM/dt s predpokladom, že T2 funguje len v rovine x-y. Dúfame, že táto kniha je čitateľná. Je to nádej, že cesta touto knihou by mohla byť radosťou. Táto kniha bude mať význam pre začiatočníkov. Možno je cenná aj pre širšiu čitateľskú verejnosť.