Geri Dön

Robust high-resolution reduced field-of-view MRI with sheared 2D RF excitation

Kesimli 2D RF eksitasyon ile gürbüz yüksek çözünürlüklü indirgenmiş görüş alanlı MRG

PDF İndir

  1. Tez No: 753349
  2. Yazar: BAHADIR ALP BARLAS
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. EMİNE ÜLKÜ SARITAŞ ÇUKUR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Bilgisayarlı tomografi, Manyetik rezonans görüntüleme, Rezonans, Computed tomography, Magnetic resonance imaging, Resonance
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

İndirgenmiş görüş alanlı (GA) tek vuruşlu eko düzlemsel görüntüleme sekansı, rezonans kayması etkilerine karşı olan gürbüzlüğü nedeniyle difüzyon-ağırlıklı manyetik rezonans görüntülemede (MRG) oldukça sık uygulanan bir görüntüleme yöntemidir. İki boyutlu eko düzlemsel RF (2D RF) eksitasyonları ise yağ baskılama kapasitesi ve faz-kodlama yönündeki keskin kesit profilinden kaynaklı olarak indirgenmiş-GA görüntülemede oldukça popüler bir uygulamadır. Fakat, uzun darbe süreleri 2D RF darbelerinin manyetik alan homojensizliklerine karşı olan hassasiyetini artırarak indirgenmiş-GA görüntülerinde yerel sinyal kayıplarına sebebiyet vermektedir. Ek olarak, kesit yönünde beliren kopya eksitasyonlar, görüntüsü alınabilecek kesit sayısı miktarını kısıtlamaktadır. Bu tezde, darbe süresini önemli miktarda azaltmak ve böylece indirgenmiş-GA görüntülemedeki manyetik alan homojensizlik etkilerine karşı olan gürbüzlüğü artırmak için kesimli 2D RF tasarımı önerilmiştir. Önerilen tasarım, ek olarak kesit sayısı sınırını ortadan kaldırmakta ve yüksek oranda yağ baskılama sağlamaktadır. Kesimli eksitasyon k-uzayı gezingesi, standart 2D RF darbesi ile aynı k-uzayı kaplama seviyesini sağlarken, kopya eksitasyonları çoklu kesit alanının dışına konumlandırarak kesit sayısı sınırını ortadan kaldıracak şekilde tasarlanmaktadır. Kesimli tasarımın etkinliği; darbe süresi, yağ baskılama kapasitesi ve manyetik alan homojensizlik etkileri altındaki sinyal kıyaslamaları açısından, farklı tasarım parametreleri ve donanım sınırlamalarında gerçekleştirilen kapsamlı benzetimler ile gösterilmiştir. Ayrıca kesimli ve standart 2D RF darbeleri, gerçekçi bir kafa ve boyun fantomu üzerinde görüntüleme deneyleriyle ve omurilik bölgesinde in vivo deneyler ile 3 T'de kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre yüksek rezonans kayması etkileri altında kesimli 2D RF darbesi standart 2D RF darbesine kıyasla \%50 oranında sinyal miktarını artırmayı başarırken, profil keskinliğini korumaktadır. Son olarak, kesimli tasarımın düşük maliyetli düşük alanlı MRG sistemlerindeki faydaları, benzetimler ve fantom deneyleri ile gösterilmiş, ve böylece indirgenmiş-GA görüntüleme bu sistemlerde uygulanabilir hale getirilmiştir. Önerilen kesimli 2D RF tasarım yöntemi, omurilik ve meme gibi çeşitli rezonans kayması etkilerine maruz kalan bölgeler için özellikle faydalı olacaktır.

Özet (Çeviri)

Reduced field-of-view (FOV) single-shot echo-planar imaging (ssEPI) is a widely applied imaging technique for diffusion-weighted magnetic resonance imaging (MRI), due to its robustness against in-plane off-resonance artifacts. Two-dimensional echo-planar RF (2D RF) excitation is a popular approach for reduced-FOV imaging due to its fat suppression capability and sharp slab profiles. However, long pulse durations render 2D RF pulses sensitive to through-plane off-resonance effects, causing local signal losses in reduced-FOV images. The standard 2D RF pulses also generate excitation replicas along the slice stack, limiting the slice coverage during multislice imaging. This thesis proposes a sheared 2D RF design for reduced-FOV imaging for significant reduction in pulse duration, leading to significant improvement in through-plane off-resonance robustness. The proposed design also provides unlimited slice coverage and high fidelity fat suppression. Sheared k-space trajectories are designed such that the excitation replicas are positioned outside the slice stack to guarantee unlimited slice coverage, while ensuring identical k-space coverage as that of a standard 2D RF pulse. The efficacy of the sheared design is demonstrated by extensive simulations in terms of pulse duration, fat suppression capability, and signal comparisons under off-resonance effects for a range of design parameters and hardware limits. The sheared and standard 2D RF pulses are then compared via imaging experiments on a custom head and neck phantom, and in vivo imaging experiments in the spinal cord at 3 T. The results show that in regions with high off-resonance effects, the sheared 2D RF pulse improves the signal by more than 50\% when compared to the standard 2D RF pulse while preserving profile sharpness. Lastly, the benefits of the sheared design are demonstrated for low-cost low-field MRI systems via simulations and phantom experiments, making reduced-FOV imaging applicable on these systems. The proposed sheared 2D RF design will be especially beneficial in regions suffering from a variety of off-resonance effects, such as spinal cord and breast.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    100753

    Statistical design and yield enhancement of low voltage cmos VLSI circuits

    Düşük gerilimli analog VLSI devrelerin istatistiksel tasarımı

    TUNA B. TARIM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. H. HAKAN KUNTMAN

  2. Tez No

    972067

    Domain adaptive visual inertial global localization in GNSS-denied environments

    GNSS olmayan ortamlarda görüntü uyarlamalı görsel-ataletsal küresel konum belirleme

    ABDÜLBAKİ ŞANLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU

  3. Tez No

    1000030

    Uzaktan çok kaynaklı ölçümler yoluyla varlık verilerinin güvenilirliği

    Uzaktan çok kaynakli ölçümler yoluyla varlik veri̇leri̇ni̇n güveni̇li̇rli̇ği̇

    SALİHCAN KARAMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ONUR BEHZAT TOKDEMİR

  4. Tez No

    943504

    Sabit kanatlı insansız hava araçları için kilitlenme algoritması

    Lock-on algorithm for fixed-wing unmanned aerial vehicles

    MERVE İSMAİLVELİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA DOĞAN

  5. Tez No

    618984

    A novel approach for identification of thermal and optical characteristics for the active layer of high power photonic devices

    Yüksek güçlü fotonik sistemlerin aktif katmanının termal ve optik özelliklerinin karakterizasyonu için yeni bir yaklaşım

    AHMET METE MUSLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    EnerjiÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ARIK

Geri Dön