实时fMRI使用多频段回声体积成像,具有毫米空间分辨率和次秒时间分辨率3特斯拉的实时fMRI
Stefan Posse1,2, Sudhir Ramanna3, Steen Moeller3
1Department of Neurology, University of New Mexico, Albuquerque, NM, United States.
Frontiers in neuroscience
|March 27, 2025
概括
这项研究引入了多频段回声体积成像 (MB-EVI) 以实现更快的fMRI扫描. MB-EVI实现了高时空分辨率和BOLD灵敏度,可实现实时大脑活动映射.
科学领域:
- 神经成像是一种神经成像.
- 磁共振成像 (MRI) 是一种磁共振成像技术.
- 功能磁共振成像 (fMRI) 是一种功能性磁共振成像技术.
背景情况:
- 回声体积成像 (EVI) 在采样效率和多回声采集方面为fMRI提供了优势.
- 加快EVI对于实现基于任务和静止状态fMRI的高时空分辨率至关重要.
研究的目的:
- 开发和描述使用多频段/同时多板块编码和多拍板块细分的低采样回声体积成像 (EVI).
- 评估压缩传感 (CS) 和NORDIC denoising的可行性,以进一步加速和提高fMRI中的灵敏度.
主要方法:
- 开发了使用CAIPI转移,GRAPPA加速,kZ细分和部分里埃收购的多频段回声体积成像 (MB-EVI).
- 在3T进行基于任务和静止状态的fMRI,跨越各种voxel大小 (1-3mm),重复时间 (118-650ms) 和板块数量 (高达12个).
- 将MB-EVI与多板式EVI (MS-EVI) 和多带EPI (MB-EPI) 进行比较.
主要成果:
- 在2-3mm分辨率下,MB-EVI显示出与MS-EVI可比的图像质量和时间SNR.
- 实现了对基于任务的激活和静止状态连接进行映射的高灵敏度,使得高频连接映射 (>0.3 Hz) 在3mm同位素分辨率 (TR: 163ms) 实现.
- 基于任务的激活检测在1mm的同位素分辨率下在1.5分钟内可行;CS对图像质量产生了最小的影响,NORDIC denoising显著提高了灵敏度.
结论:
- 将MS-EVI与多频段编码相结合,可以实现高加速度因子,优化时空分辨率和覆盖范围.
- 混合MB-EVI方法提供高BOLD灵敏度和在线重建兼容性,用于实时,高时空分辨率的fMRI.
