Recovering Data for Free Induction Decay Signal for MRI Reconstruction with Interpolation

Abstract

Розглянута задача відновлення магнітно-резонансних томограм для нерегулярного заповнення даними сигналу спаду вільної індукції точок вимірювань у градієнтному К-просторі. Реалізована процедура вимірювання сигналів з величиною нерегулярності яка залежить від віддаленості від центру області К-простору. Запропоновані інтерполяційні методи доповнення пропущених вимірювань. Проаналізовані відновлені томограми для спеціальних умов проведення томографічного експерименту. Наведено приклади відновлених медичних томографічних зображень для різної міри нерегулярності сигналів. Для цього проведено моделювання роботи вимірювальної системи сигналу відгуку. В якості об’екта для розрахунку сигналів обрано реальне томографічне зображення. Визначено кількісні характеристики залежності якості томографічної реконструкції для різної частки нерегулярності даних для декількох типів томографічних зображень, зокрема зважених за спіновою густиною, часом спін-спінової та часом спін-граткової релаксації. Проведене взаємне порівняння чутливості до характеристик набору сигналів різних імпульсних послідовностей, які визначають особливості зваженості реконструкції за спіновими характеристиками. Для порівняння узагальнених характеристик зображень побудовані гістограми. Показано, що застосування методу обробки раніше виміряного сигналу до проведення реконструкції дозволяє провести часткову компенсацію неідеальності набору сигналів та відновити медичні томографічні зображення більш високої якості. Для реальних томограм визначені умови отримання високої якості візуалізації для неповного набору даних сигналу. Запропоновано сфери застосування методів попередньої обробки виміряного масиву сигналу відгуку, зокрема для томографічного обладнання з меншою величиною постійної компоненти магнітного поля.

The problem of magnetic resonance tomographical reconstruction for irregular filling data for free-induction decay signal and the measurements of points in the gradient K-space are considered. The procedure of measuring signals with the irregularity of magnitude, which depends on the distance from the center of the K-space area, is realized. Interpolation methods have been proposed for completing the missed measurements. The reconstructed tomograms for tomographic experiment special conditions are analyzed. Examples of reconstructed images for different degrees of signal irregularity are given. The operation of the measuring system response signal was simulated for this purpose. A real tomographic image was chosen as the object for calculating the signals. Quantitative characteristics of the reconstruction quality dependence for data irregularity different fractions were determined for several types of images. In particular weighted by spin density, spin-spin relaxation time and spin-lattice relaxation time tomograms were considered. A mutual comparison of the signals set characteristics sensitivity for different pulse sequences was carried out which determine the reconstruction type. Histograms were constructed to compare the images generalized characteristics. It is shown that the processing method application a previously measured signal before reconstruction allows partial compensation of the signals set non-ideality and restoration of higher quality medical tomographic images. The conditions are found for high quality visualization for signal data incomplete set for real tomograms. The scope of the application for measured signal preprocessing methods array are proposed in particular for tomographic equipment with a smaller magnetic field constant component.