Billed dannelse Gradientsystemet:

Presentasjon om: "Billed dannelse Gradientsystemet:"— Utskrift av presentasjonen:

1 Billed dannelse Gradientsystemet:
Snittvalg og oppbygning av billedpunkter skjer ved et ekstra, kontrollerbart magnetfelt, overlagret B0. Dette kalles gradientfelt. Gradientfelt i Z, Y og X-retningen.

2 Gradient-spoler X-gradient Y-gradient Z-gradient

3 Bilde generering Hans-J. Smith, Frank N. Ranallo,
A Non Mathematical Aproach to Basic MRI

4 Snittvalg Hans-J. Smith, Frank N. Ranallo, A Non Mathematical Aproach to Basic MRI Westbrook C., Kaut C. (1998), MRI in Practice

5 Snittvalg Hans-J. Smith, Frank N. Ranallo, A Non Mathematical Aproach to Basic MRI

6 X gradienten (frekvenskoding)
Westbrook C., Kaut C. (1998), MRI in Practice

7 Y gradienten (fasekoding)
Westbrook C., Kaut C. (1998), MRI in Practice

8 K-space Westbrook C., Kaut C. (1998), MRI in Practice

9 K-space K-space er en matrise av tall, der en FT (fouriertransform) gir MR-bilde. Verdiene i k-space er måleverdier fra hvert MR-signal, målt ved forskjellige tider. Lave frekvenser (kontrast) sentralt i k-space. Høye frekvenser (fine detaljer) i periferien.

10 K-space

11 Lav-pass, Høy-pass filter
Full K-space Lav-pass filter Høy-pass filter

12 K-space Opptak til K-space med 2 x 3 matrise.
1. signal opptak med fase-gradient avslått (0 faseskift). FFT av k-space gir et spekter med 3 frekvenskomponenter, 1, 2, 3. med amplituder (A+B), (C+D), (E+F). 2. Anvender fase-kodings gradienten til å generere et faseskift på 180o. FFT av k-space gir nå amplitudene (A-B), (C-D) og (E-F). 3. Ved å kombinere resultatene fra 1. og 2. kan en regne ut hvert punkt (pixel) i billed matrisen.

13 K-space traversering ky kx Sampling intervall: dkx= ts/Ns dky=NEX x TR
Generisk GE puls sekvens Sampling intervall: dkx= ts/Ns dky=NEX x TR (Nf = antall frekvens kodinger) Matrise av K-space samples kxi, kyi ky nex TR kx ts/Nf

14 Måleteknikk Nyquist samplings teorem
Vi får nedfolding (aliasing) når maksimal frekvens i signalet f0, er større enn /Ts. Nyquist: 1/Ts > 2 f0 Nyquist samplings teorem Orginal signal Feil representasjon av signal Ts

15 Sampling Westbrook C., Kaut C. (1998), MRI in Practice

16 Fouriertransform Frekvensspekteret for et samplet signal gjentar seg periodisk med periode 2/Ts Bruker et «vindu» (filter) for å plukke ut aktuelt frekvensområde Enkleste form er et kvadratisk eller rektangulært vindu Andre alternativer: Hanning-filter, Hamming-filter. 

17 Gibbs artefakt GIBBS fenomen. Opsjoner:
Avkortnings (truncation) artefakt Ringing Gibbs artefakt Gibbs artefakts oppstår som en følge av FFT-transform med et endelig antall samplingspunkter. Ethvert signal kan i teorien representeres ved et uendelig antall sinus-bølger med ulike amplitude, fase og frekvens. I MRI må vi begrense antall samplings punkt. Fourier-rekken blir således avkortet (truncated). Hanning filter Opsjoner: f(t) weak medium strong -reduserer gibbs artefakts -reduserer oppløsning t

18 Gibbs artefakt 132 x 256 matrise 242 x 256 matrise

19 Båndbredde a) Sender båndbredde b) Mottaker båndbredde
frekvensområde over 1 pixel: Smal båndbredde: -bedre SNR -mer følsom for kjemisk- skift artefakter. SNR er proposjonal med kvadratroten av utlesningstiden

20 Half fourier Bruker symetriegenskaper i K-space SNR reduseres.
Romlig oppl. er den samme.

21 Half-Fourier matrise

22 Redusert opptaksmatrise
-Reduserer romlig oppløsning. -Bedre SNR (voxel størrelsen øker) Nuller settes inn i perifere deler av k-space før FFT.

23 Rektangulært FOV Øker avstand mellom k-linjene, samme areal.
Bilde med 50 % rektangulært FOV. Romlig oppl. beholdes SNR reduseres.

24 Keyhole FFT Dynamisk keyhole k-space av data. Bare lave referansebilde
frekvenser måles Kombinasjon av referansedata og dynamiske opptak k-space av referansebilde høye frekvenser i referansebilde

25 Keyhole, anvendelser Dynamiske kontrast studier 3D dynamisk (1. pass)
Funksjonell MRI

26 MRI 3D Fasekoder i snittseleksjons retningen

27 Overfolding i Z-retningen

28 Antall 3D-partisjoner Antall 3D partisjoner er antall samplingspunkt i Z-retn. Jo flere 3D-partisjoner jo: -Høyere SNR -Mindre følsomhet for Gibbs artefakt 32 partisjoner 64 partisjoner 128 partisjoner

29 Snitt tykkelse 1mm 2 mm 3 mm

30 Momenter ved rekonstruksjon