מבוא

המרדף הבלתי פוסק של שיפור מהיר ויעיל יותר של Resonance Imaging (MRI) הוביל להתקדמות משמעותית בעיצוב רצף הדופק. בין החידושים המשפיעים ביותר הוא פיתוח של פולונל רדיו רב-band (RF) אשר מאפשר את הציטוט הזמני וקריאה של מספר פרוסות או אזורים.טכניקה זו, הידועה בדרך כלל בשם רב-לשונית (SMS) הדמיה, הפכה במיוחד ליישומים כגון משוואות דיפרנציואליות, כולל הדמיה מהירה יותר, אך ורקמות רדיו, כולל קרינת רדיו-סיבית, כולל קרינת רדיו-סיבית, עם קרינת רדיו-סיבית, אך ורקמות, עם משוואה רדיואקטיבית, כולל קרינת רדיו-סיבית, עם קרינת רדיו-סיבית, עם קרינת רדיו-סיבית, עם קרינת רדיו-סיבית, עם זאת, עם זאת, עם משוואות דיפראלית, עם משוואות דיפראלית, עם מערכת יחסים מהירה יותר, עם מפועממית, עם ארבע פעמים טיפולית, עם קרינת רדיו-סיבית, עם מערכת יחסים מתוחכמות גבוהה יותר, עם משוואות דיסלקציה מהירה יותר, עם משוואות דיסלקציה מהירה יותר, עם מערכת יחסים מתוחכמות מהירה יותר, עם קרינת רדיו-

יסודות של שידור RF ב-MRI

התפוצצות Larmor ו-Nemation

בלב של MRI הוא תופעת ההתחדשות המגנטית הגרעינית. hydrogen nuclei (פרוטונים) יש רגע מגנטי ומומנטום זוויתי ייחודי (Spin) כאשר ממוקם בשדה מגנטי סטטי B0, הרגעים האלה לפנים על הכיוון השדה בזווית של Larmor Fremor Freation ⁇ 0 = ⁇ B0, שבו ⁇ הוא יחס gyromagnetic מגנטי (הייצור של RUSL) עבור ציר RF / texa יחיד (Ric) עם טווח RF).

Slice Selection and the Role of Gradient Fields

בחירת Slice מסתמכת על השימוש של שדה מגנטי ⁇ (למשל, Gz) החל לאורך ציר אוטhogonal על מטוס פרוסה הרצויה. ⁇ זה גורם לתדירות Larmor להשתנות לינארי עם מיקום: ⁇ (z) = ⁇ (B0 + Gzites הדופק עם רוחב פס סופי ⁇ f, במרכז בתדירות מסוימת, 0, רק אלה למטה tte רוחב פס קבוע) על ידי לוח רוחב פס חד ⁇ (p) אחד (p) הוא לעתים קרובות).

בעיית העיצוב של Bloch and the RF Pulse

האבולוציה של המגנטיזציה תחת ההשפעה המשולבת של שדות RF ושדות ⁇ נשלטת על ידי משוואות שלב Bloch.עיצוב הדופק RF הוא בעצם בעיה הפוכה - בהתחשב פרופיל מרחבי הרצוי של מגנטיזציה הפוכה (למשל, צוטטות אחידה על פני מספר רב של פרוסות דקות עם הדופק (Dex) וכתוצאה מכך (Rict) הוא מהפך את ה- Bzerte) ואת ה- mxi) אשר מייצרים אותו עבור זוויות קטנות, בין ה-i pret) {\displaystyle (Drepreprepreprep R) (Drepreprepreprepret) הוא D {i pre) על ידי Mzer pre) (Dret) על ידי Mzer pret) {\displaystyle D {i) (R pret) (Dret) הוא בדרך כלל-R) על ידי R {\displaystyle D {i) {\displaystyle D {i) {\displaystyle D {i) הוא בדרך כלל-R (R) הוא בדרך כלל-R) הוא בדרך כלל-R (D} (D} (R) הוא בדרך כלל-R pre

עקרונות עיצוב Multi-Band RF Pulse

סיקור סימולטני של מספר רב של Slices

הגישה הפשוטה ביותר ל- Multi-band Exציטוט היא לסכם את המעטפות של הדופק RF אשר ימחישו באופן אינדיבידואלי כל פרוסה הרצויה.לדוגמה, אם נרצה להזיז שתי פרוסות בעמדות Z1 ו- z2 עם עובי ⁇ z, אנו נתכנן שני פעימות חד-מנטליות (למשל, בסיס ⁇ ) עם תנודות Bact-a-p) עם תדרים מורכבים יותר על ידי Gz(p) ו-pemc-p) עם פרופיל יחיד-p-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-

תדירות ושלב Modulation

הגישה המנומנאלית רק שתוארה היא צורה של שחזור משולב ומודולציה שלב.בפרקטיקה, הדופק של RF הוא מורכב (I ו- Q רכיבים) על ידי הקצאת שלב נפרד לכל להקה, אנו יכולים להפחית התערבות קונסטרוקטיבית שיכולה להוביל להגדלת כוח השיא (ולכן קצב ספיגה ספציפי יותר, SAR).

Crosstalk and Band Separation

אחד האתגרים העיקריים בעיצוב הדופק רב פס במקביל הוא מצמצם את החצוצרה בין חלקים מעוקלים מקרוב. קרוסטור מקבל מגנט לא רצוי פרוסות צמודות שמקורו רוחב הסופי של פרופיל פרוסה ואת החפיפה הספקטרום בין להקות.זה יכול להוביל לאותתת אותות משולבים עם רזולוציה תקופתית מופחתת עבור מחקרים זמניים.

אסטרטגיות עיצוב עבור Multi-Band RF Pulses

4ier מבוסס Multiband Pulses

עבור זוויות קטנות (בדרך כלל מתחת 30 מעלות), התוספת הארבעהייה של משוואה Bloch היא תקפה, הדופק ניתן לתכנן ישירות בתחום התדר.פרופיל סיגנל המטרה הוא סכום של פונקציות מלבניות המתמקדות בעמדות פרוסה הרצויות.האפקטיבי של הדופק הארבעה המלבני הזה מייצר דופק מתוחך מעט.

Shinnar-Le רוסx (SLR) Transform for Multibands Pulses

עבור זוויות גדולות (למשל, 90 מעלות או 180 מעלות), התוספת הארבעהייה נכשלת כי משוואות Bloch להיות לא ליניארית.SLR הופך להיות שיטה מדויקת לעיצוב דופק עבור כל זווית על ידי מיפוי הבעיה על עיצוב של מסננים דיגיטליים.

המונחים: rising in overSE

VERSE היא טכניקה המאמת את הדופק RF amplitude ו ⁇ כוח בו זמנית כדי להפחית את mplitude RF שיא או לקצר את משך הדופק תוך שמירה על אותו פרופיל ציטוט.בדמיית פס רב פס, VERSE הוא בעל ערך במיוחד כי פולסים מרובים נדרשים לעתים קרובות יותר גבוה כדי ירידה במשקל גבוה יותר של גלי רדיו, אבל לאט לאט לאט לאט לאט לאט לאט לאט לאט לאט יותר של גל.

אופטימיזציה ושיטות יצירתיות

עיצוב הדופק רב-פס מבוסס יותר ויותר על אופטימיזציה מספרית כדי לענות על הדרישות המתחרות של משך הדופק, SAR, דיוק זוויתית, ודיכוי חפצים.הבעיה היא לעתים קרובות כאופטימיזציה מוגבלת: מזער את שיא RF (או אנרגיה כוללת) כפוף למשוואה Bloch1 ומגבלות על פרופיל ציטוט עצמאי בכל עמדה פרוסה.

שילוב ושילוב מעשי עם אימינג מקבילים

דרישות ספציפיות (SAR) ניהול

SAR הוא דאגה עיקרית עבור דופקים מרובים פסים, במיוחד בחוזקות שדה אולטרה גבוהה (7T ומעלה) דופק הדופק רב פס בו זמנית מעל כמה פרוסות בו זמנית, כך גם שיא וממוצע SAR להגדיל בערך לינארי עם מספר הלהקות אם אין אופטימיזציה של סורקים ספציפיים לתוך מערכת הפעלה משולבת של SAR (T) באופן קבוע, כולל אופטימיזציה של מערכת הפעלה של SARXL (R) באופן ישיר, כולל SAR) עם SAR (R) של מערכת הפעלה חלקית של מערכת הפעלה חלקית של מערכת הפעלה של SARD) באופן ישיר עם SAR (RIC) של מערכת הפעלה של SAR (RIC) עם SAR (RIC) של SAR (R) באופן ישיר עם SAR) עם SAR) באופן ישיר עם SAR (RIC) עם SAR) עם SAR (R) של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה חלקית של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה חלקית של מערכת הפעלה חלקית של מערכת הפעלה מלאה של מערכת הפעלה באופן ישיר עם SARD (R.

שילוב עם SENSE ו- GRAPPA

גורם רב-כוכבי בלבד אינו מספיק כדי לייצר תמונות נפרדות מכל פרוסה, כי כל פרוסות לתרום לאותו אות קריאה (ההפרדה של אותות פרוסה מבוצעת שחזור רעש באמצעות פרופילים של רגישות מכרה ידוע של מתווך coil.זה אנלוגי לדמיה משולבת של פיית הדופק - כולל צינורות חד-פעמיים (SENSE) או RED (reapating) לשימושים חד-מדומים לתמונות חד-מרחביים (Rateic).

יישומים של Multi-Band RF Pulses

MRI פונקציונלי (fMRI) ו- Resting-state Networks

אחת האפליקציות המוקדמות והמשפיעים ביותר של הדופקים הרב-פס היא ב- fMRI, במיוחד עבור רמת חמצן בדם תלוית רמת החמצן (BOLD) הדמיה.היכולת לרכוש כיסוי מוח שלם עם פתרון זמני גבוה (למשל, TR < 1 s) שיפרה את המחקר של דינמיקה פונקציונליות גבוהה יותר של 4-8 פעימות הלב של כל 400-I מכיל לעתים קרובות לוכדים נמוך יותר.

Diffusion MRI ו-Trctography

דיפוזיה Diffusion-משקל (DWI) דורשת זמן רב של סריקות לקליטת ⁇ ו- B-values. Multi-band הדופקs כבר לאונסטרומנטאלי בביצוע הדמיה גבוהה-resolution (HARDI) ו diffusion Tenor הדמיה (DTI) דו"חות דו-פעמיים מהירים של 2-4 פרוסות, הסיקור היעיל ל-TR הוא גדל, ולהפחית את ה-FD של הרגע ה-S.

טיפול ב-Real-Time Dynamics

MRI הלב דורש הן רזולוציה עתירי גבוה וכיסוי מרחבי רחב כדי לצלם את הלב הפועם. . multi-band פעימות RF הדופק מאפשרות רכישת רב-שכינים בתוך שלב לב יחיד, צמצום מספר הנשימה מחזיק או מאפשר סריקות חינם נשימה חינם נשימה חינם.עבור רצף של לחץ אווירי קבוע עם פעימות קבועות (bSAR) אשר הם התווך העיקרי של קרדיוטין, עיצוב של ריבוי פסים אינטנסיביים עם רמות קבועות של פחמן קבועות של פחמן קבועות עם מגנטיות קבועות באופן קבועות באופן קבועות באופן קבועות.

שיטות עתידיות וטכנולוגיות מתפתחות

האבולוציה של עיצוב הדופק RF רב-band ממשיכה לדחוף את הגבולות של שיטות למידה של MRI.מכונה, במיוחד רשתות עצביות עמוקות, מוחלות על הבעיה הפוכה של עיצוב הדופק.מודלים אלה יכולים ללמוד את המיפוי המורכב מפרופילים מרובי פס הרצויים לגלימות גל אופטימליות, תוך שימוש במגבלות ספציפיות של הדופק באופן פעיל (prepretex) ו-Larepertiality סוף סוף סוף סוף סוף סוף סוף-סוף תוצאות מוקדמות, כך רשתות עצביות יכולות לייצר דופק על ביצועים גבוהים יותר של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים (R) ו-יתר דיוק (prepertexermulti-prepertexermate).

מסקנה

דופקי RF רב פסים מייצגים אבן הפינה של MRI המודרנית, המואצת, העיצוב שלהם מושרש עמוק בפיסיקה הבסיסית של התחדשות מגנטית, כולל משוואה Larmor, משוואות Bloch, ואת מערכת היחסים Fourier להפוך בין פולסים RF ופרופילים מרחביים. אסטרטגיות עיצוב מפתח - מ- Fourier Superposition לאופטימיזציה מתקדמת ו-SLR הופכת - אפשרו את התרגום של טכניקה זו לפרקטיקה קלינית שגרתית עם שילוב דינמי ורחב של טיפול תרופתי יותר של מערכת דימותרפיון ו-MRI.