Preview

Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника

Расширенный поиск

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА РЕКОНСТРУКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПО ПРОЕКЦИЯМ СПИНОВОЙ ПЛОТНОСТИ В МАГНИТОРЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ

https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-1-75-83

Полный текст:

Аннотация

В известном методе реконструкции изображения по проекциям в магниторезонансной томографии используется спиновое эхо, возбуждаемое двумя sinc-импульсами. Дальнейшая обработка предполагает формирование двух квадратурных составляющих сигнала спинового эха, преобразование их в цифровой формат и последующее преобразование Фурье. Предлагаемый модифицированный метод основан на замене второго sincрадиоимпульса на импульс с линейной частотной модуляцией. При этом упомянутые проекции формируются амплитудным детектированием огибающей спинового эха, что существенно упрощает процедуру обработки. Целью исследований является анализ разрешающей способности модифицированного метода. В основу математической модели положены уравнения Блоха, решаемые на основе аппарата переходных матриц состояния спиновой системы. При их вычислении использовалась ступенчатая аппроксимация комплексных огибающих импульсов возбуждения. Это позволило свести систему линейных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами (уравнения Блоха) к системе линейных дифференциальных уравнений с кусочно-постоянными коэффициентами. В этом случае уравнения имеют аналитическое решение. На основе полученного решения проведен анализ разрешающей способности метода, ранее не исследованной, посредством моделирования возбуждения спинового эха. Определены условия отсутствия динамических искажений, влияющих на качество получаемых изображений. Показано, что разрешающая способность определяется размерами области сканирования, значением градиента приложенного магнитного поля, длительностью импульса с линейной частотной модуляцией, а также гиромагнитным отношением используемого типа ядра. В разработанном методе отпадает необходимость Фурье-преобразования сигнала спинового эха и достигается сопоставимая с известным методом разрешающая способность.

Об авторе

С. А. Баруздин
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
доктор технических наук (2004), доцент (1995)


Список литературы

1. Блинк Э. Основы магнитно-резонансной томографии: Физика. 2000. URL: http://www.twirpx.com/file /84209/ (дата обращения 04.02.2019)

2. Hornak J. P. The Basics of NMR. Magnetic Resonance Laboratory. Rochester Institute of Technology. URL: http:/www.cit.rit.edu/htbooks/nmr/inside.htm (дата обращения 04.02.2019).

3. Мэнсфилд П. Быстрая магниторезонансная томография // УФН. 2005. Т. 175, № 10. С. 1044–1052. doi: 10.3367/UFNr.0175.200510e.1044

4. Blumich B. NMR imaging of materials. Oxford: Clarendon press, 2000. 541 p.

5. ЯМР-интроскопия / В. А. Ацаркин, Г. В. Скроцкий, Л. М. Сороко, Э. И. Федин // УФН. 1981. Т. 135, № 2. С. 285–315. doi: 10.3367/UFNr.0135.198110e.0285

6. Vlaardingerbroek M. T., den Boer J. A. Magnetic resonance imaging. Berlin: Springer, 2002. 520 p.

7. Волобуев А. Н. Некоторые принципы выбора параметров магниторезонансных томографов // ЖТФ. 2017. Т. 87, вып. 1. С. 130–135. doi: 10.21883 /JTF.2017.01.44029.1755 (дата обращения 04.02.2019).

8. Ernst R. R., Bodenhausen G., Wokaun G. Principles of nuclear magnetic resonance in one and two dimensions. Oxford: Clarendon press, 1987. 610 p.

9. Блюмих Б. Основы ЯМР. М.: Техносфера, 2011. 256 с.

10. Сликтер Ч. Основы теории магнитного резонанса. М.: Мир, 1981. 448 с.

11. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. 492 с.

12. Baruzdin S. A. Modified Method for Reconstructing the Image From Projections in Magnetic Resonance Tomography // Technical Physics. 2018. Vol. 63, № 2. P. 306–311. doi: 10.1134/S1063784218020032

13. Baruzdin S. A. Excitation of Spin Echo by Pulses with Linear Frequency Modulation // Technical Physics. 2015. Vol. 60, № 3. P. 400–405. doi: 10.1134/S1063784215030032

14. Баруздин С. А. Моделирование возбуждения спинового эха импульсами с произвольным законом модуляции // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2015. Вып. 1. С. 39–43.

15. Deans S. R. The Radon Transform and Some of Its Applications. New York: John Wiley & Sons, 1983. 289 p.


Для цитирования:


Баруздин С.А. РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА РЕКОНСТРУКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПО ПРОЕКЦИЯМ СПИНОВОЙ ПЛОТНОСТИ В МАГНИТОРЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019;(1):75-83. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-1-75-83

For citation:


Baruzdin S.A. RESOLVING POWER OF MODIFIED IMAGE RECONSTRUCTION METHOD IN SPIN DENSITY PROJECTIONS IN MAGNETIC RESONANCE IMAGING. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2019;(1):75-83. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-1-75-83

Просмотров: 56


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-8985 (Print)
ISSN 2658-4794 (Online)