使用稀疏采集和4D压缩传感重建的快速3D-MRSI.

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 代谢研究研究 代谢研究
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 磁共振光谱成像 (MRSI) 对于代谢研究至关重要,但传统方法对于高极化 (HP) 剂来说太慢.
• 像[1-¹³C]pyruvate这样的HP剂的快速信号衰变和不可再生的磁化限制了传统的MRSI应用.
• 现有的快速MRSI技术往往会损害光谱带宽,并且容易发生别名.

研究的目的:

• 开发和验证HP应用的加速MRSI方法.
• 为了保持广泛的光谱带宽和微弱的代谢物检测能力,而不需要别名化.
• 为了克服像回声平面光谱成像 (EPSI) 这样的技术的局限性.

主要方法:

• 实施一个稀疏采样的3D-MRSI脉冲序列,具有高的减少比.
• 为低样本数据开发一个4D压缩传感 (CS) 重建算法.
• 在体内实验中,在3T核磁共振扫描仪上,在老鼠脏中使用超极化[1-¹³C]pyruvate.

主要成果:

• 高质量的MRSI重建在加速因子达到R=32 (3.125%采样) 时实现.
• 低重建错误 (nRMSE < 4×10-3) 和高相似性 (SSIM > 0.95),即使在高低样本.
• 在大鼠脏中,乳酸盐,氨酸,酸盐和二碳酸盐分布的成功分辨率高保真度.

结论:

• 稀缺的MRSI采集与4D-CS重建相结合,可以实现快速,高保真的HP¹³C-MRSI.
• 获取时间缩短了多达32倍,增强了动态代谢研究.
• 该方法提高了临床前和未来临床应用的可行性.