非线性反演布洛赫方程的定量磁共振成像
摘要：基于模型的重建框架的发展，可用于不同脉冲序列的数据的多参数定量MRI。通过数值优化，基于模型的定量MRI可以直接从采集到的k-空间估计参数图。这需要数值精确和高效的方法来解决Bloch方程及其偏导数。在这项工作中，我们将直接灵敏度分析和预先计算的状态转移矩阵结合到一个通用的自校准基于模型的重建框架中，可以应用于不同的脉冲序列。作为概念验证，该方法在模拟、幻影和人脑中实现和验证了利用单次反转恢复(IR)快闪和IR bSSFP序列进行T1和T2映射的定量结果。直接灵敏度分析能够高度准确和数值稳定地计算导数。状态转移矩阵有效地利用脉冲序列中的重复模式，对于本工作中考虑的示例，计算速度提高了10倍，同时保持了本地ODE解算器的准确性。该通用基于模型的方法能够复现基于已知解析解的径向IR FLASH的定量重建的结果。对于IR bSFFP，在数值模拟和实验中，它能够生成NIST幻影的准确T1和T2图。对于人脑，可行性也得到了证明，尽管结果受到磁化转移效应的影响。通过开发使用Bloch方程作为正向模型的数值优化的高效工具，本研究实现了通用的基于模型的定量MRI重建。
作者：Nick Scholand, Xiaoqing Wang, Volkert Roeloffs, Sebastian Rosenzweig, Martin Uecker
论文ID：2209.08027
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-07-21