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Originaltitel:
Fundamentals of Magnetic Resonance Imaging: with image reconstruction simulated by MATLAB
Inhalt des Buches:
Dieses Buch ist in schwarz-weiß gedruckt. Es wurde am 30.05.2020 überarbeitet. Ausgehend vom komplexen freien Induktionszerfall (FID) wird in diesem Buch ein logischer Rahmen für die Diskussion der Grundsätze der MRT geschaffen. Auf der Grundlage dieses Rahmens werden traditionelle Themen und einige neue Themen im Detail beschrieben. Jede Formel wird Schritt für Schritt und ausführlich hergeleitet. Das Wesen der MRT wird gründlich erörtert. Es wird hervorgehoben, dass die Fourier-Transformation (FT) in der MRT ein natürliches Ergebnis der Datenerfassung bei einem linearen Feldgradienten ist. Jedes Konzept, insbesondere das Konzept des Echos, wird ausführlich erklärt. So wird beispielsweise darauf hingewiesen, dass die gängige Darstellung eines Echos nach einem einzelnen FID (man beachte dieses "einzeln") auf der Zeitachse bei der MRT irreführend ist (bei der NMR jedoch nicht). Ein Echo kann nicht als zwei aufeinanderfolgende FIDs betrachtet werden usw. Wenn Sie diese Aussagen nicht sofort akzeptieren können, müssen Sie vielleicht Ihr Grundwissen über MRT auffrischen. Das Verfahren vom FID zum MR-Bild wird durch ein Paar von FT durchgeführt. Die erste FT wird natürlich und automatisch bei der Echoerfassung erstellt. Ein Analog-Digital-Wandler führt zu einem diskreten FID. Unter Verwendung der Nyquist-Abtastung und der phasenempfindlichen Quadraturdetektion (PSD) ergibt sich die Formel FOV*dk = 2pi. Aus FOV*dk=2pi wird die diskrete FT durch die Summierung der diskreten FID direkt abgeleitet, ohne auf die kontinuierliche FT zurückzugreifen. Somit führt diskrete FID zu diskreter FT.
Auf der anderen Seite ist ein diskretes Echo die Summe der erfassten diskreten FID, wenn das lineare Re-Phasing-Gradientenfeld auf das De-Phasing-Gradientenfeld folgt. Somit führt die diskrete FID auch zu einem diskreten Echo. Das Ergebnis ist, dass das diskrete Echo eine diskrete FT (eindimensional) ist. Eine Reihe von Echos wird durch Phasencodierung erhalten (Rohdaten im zweidimensionalen k-Raum). Der k-Raum ist also eine zweidimensionale diskrete FT (erste FT). Das rekonstruierte Bild erhält man durch Anwendung der inversen FT (zweite FT) auf die Reihe der diskreten Echos (k-Raum). Kontinuierliche FT wird als heuristischer Schritt verwendet. Sie ist jedoch für die Diskussion der MRT nicht erforderlich. Als Beispiel für die Umwandlung von FID in MR-Bilder werden mit MATLAB simulierte Bilder für grafische Phantome erstellt. Im Anhang sind MATLAB-Codes für die Bildrekonstruktion und für einige frequenzselektive Impulse enthalten. Auf der Grundlage des Rahmens werden folgende Themen behandelt: grundlegende Impulsfolgen; Impulsfolge; Bildkontraste; Signal-Rausch-Verhältnis; Ringing-Artefakte; Aliasing-Artefakte; Verbesserung des Schichtprofils selektiver Impulse (die Bloch-Gleichung wird numerisch mit der Runge-Kutta-Methode gelöst); Fettunterdrückung; Magnetisierungstransfer; Diffusion; Flussbild; funktionelle MRT (fMRI für eine Wahrnehmungsabwechslung wird vorgestellt), usw.
Innerhalb des Rahmens werden unter anderem folgende Themen hervorgehoben: pulsierende Geisterartefakte für Strömungen, die mit MATLAB simuliert und durch verschachtelte Null-Daten im k-Raum erklärt werden; Experimente zeigen, dass die herkömmliche Erklärung für die Fehlregistrierung von Strömungen nicht korrekt ist; das Experiment zeigt auch, dass das Profil einer laminaren Strömung wie eine lange Nadel statt wie ein Ellipsoid aussieht; die Stejskal-Tanner-Formel für den b-Wert kann durch eine falsche Ableitung erhalten werden, so dass die Korrektheit der Formel in Frage gestellt werden kann; die Stärke des Refokussierungsgradienten für einen selektiven Impuls von 90d ist -0. 515, statt der üblicherweise verwendeten -0. 5 (ein kleiner Unterschied in der Refokussierungsstärke führt zu einem großen Unterschied in den Refokussierungseffekten aufgrund der Nichtlinearität der Bloch-Gleichung); usw. Zusätzlich zu den oben genannten Themen wird die Bloch-Gleichung mit den Begriffen T1, T2, Diffusion, Strömung usw. durch Addition unabhängiger Beiträge zu dM/dt abgeleitet, wobei angenommen wird, dass T2 nur in der x-y-Ebene funktioniert. Wir hoffen, dass dieses Buch gut lesbar ist. Es ist die Hoffnung, dass die Reise durch das Buch eine Freude ist. Dieses Buch wird für Anfänger von Wert sein. Vielleicht ist es aber auch für eine breitere Leserschaft wertvoll.
Weitere Daten des Buches:
| ISBN: | 9781701655348 |
| Autor: | |
| Verlag: | |
| Sprache: | Englisch |
| Einband: | Taschenbuch |
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