压缩感知联合并行采集技术的屏气3D LAVA FLEX序列在肝脏磁共振快速成像中的应用

目的探讨压缩感知(compressed sensing,CS)不同加速因子(acceleration factor,AF)联合并行采集技术(parallel acquisition technique,PAT)基于区域增长和相位校正水脂分离技术的三维肝脏容积加速采集(three-dimensional liver acqusition with volume acceleration flexible,3D LAVA FLEX)屏气序列在肝脏MR快速成像中的应用。材料与方法招募28名健康受试者,采用GE Architect 3.0 T MR仪行结合PAT AF 2以及不同CS AF的屏气3D LAVA FLEX序列的肝脏扫描。扫描序列分为五组,分别为PAT 2组和基于PAT 2的CS 1.2、CS 1.5、CS 2、CS 2.4组。由两位观察者分别对肝脏的水相、同相位(in-phase,IP)、反相位(opposed-phase,OP)图像质量进行5分制主观评分。取肝门水平的同一层面,放置感兴趣区域(region of interest,ROI)于肝右叶前、后段和肝左叶内、外段及其同一相位方向的右侧竖脊肌。记录各个ROI的平均信号强度(signal intensity,SI)及竖脊肌的噪声强度(standarddeviationg,SD)值,分别计算图像信噪比(signal-to-noiseratio,SNR)以及对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)。用组内相关系数(intra-class correlation cofficient,ICC)分析两位观察者主观评分和测量数据一致性;用Kruskal-Wallis H检验分析主观评分间差异;使用单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)对比不同组间SNR、CNR的差异。结果两位观察者对图像质量的主观评分及测量数据均为一致性良好(ICC>0.75)。五组水相、IP和OP图的主观评分组间差异有统计学意义(P<0.001,P<0.001,P<0.001)。五组图像肝右叶前、后段和肝左叶内、外段SNR的组间差异有统计学意义(P<0.001,P=0.004,P=0.002,P<0.001),CNR的组间差异无统计学意义(P=0.802,P=0.979,P=0.772,P=0.910)。当CS AF=2.4时,水相、IP、OP图像的主观评分与常规PAT 2组差异有统计学意义(P=0.009,P<0.001,P<0.001),肝右叶前、后段和肝左叶内、外段SNR与常规PAT 2组差异有统计学意义(P=0.010,P=0.002,P<0.001,P<0.001)。结论随着CS AF的增加,扫描时间逐渐缩短,在保证图像质量的前提下,基于PAT AF 2的屏气3D LAVA FLEX序列临床推荐CS AF 2作为肝脏动态增强和IP、OP成像的扫描参数,并且比常规PAT AF 2的方案扫描时间下降44%,成像效率大幅提高。

并行采集技术在头颅磁共振中产生伪影的原因及处理方法研究

目的 探讨并行采集技术在头颅磁共振中产生伪影的原因,并分析合理处理方法。方法 选取行头颅磁共振检查的60例患者为研究对象,采用随机数字表法分为甲组、乙组与丙组,各20例。甲组以常规参数开展头颅磁共振扫描;乙组扫描时将激励次数降低为1.5,其他参数不变;丙组扫描时将激励次数降低为1,并将并行采集选项删除。比较三组头颅磁共振扫描的图像质量及伪影发生情况。结果 三组图像质量的主观评估结果比较,差异有统计学意义(P<0.05)。三组图像质量的客观评估结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。甲组发生伪影4例(20.00%),无伪影16例(80.00%);乙组发生伪影2例(10.00%),无伪影18例(90.00%);丙组发生伪影0例,无伪影20例(100.00%)。三组图像的伪影发生率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 头颅磁共振检查中出现的以高信号弧形为特点的伪影由并行采集技术所导致,在参数设置时降低激励次数或删除并行采集技术可减少伪影的发生。

并行采集技术对颅脑MRI影像组学特征稳定性的影响

目的:探讨集成并行采集技术(iPAT)对颅脑磁共振影像组学特征稳定性的影响。方法:采用3.0T磁共振对自制体模和6例健康志愿者(被试组)行颅脑横轴面扫描,扫描序列包括T 1WI(S1)、T 1-FLAIR(S2)、T 2-FLAIR(S3)和T 2WI(S4),各序列分别采用不同缩减因子(R)的2种并行采集技术(GRAPPA和mSENSE)进行扫描。其中体模组4个序列使用的GRAPPA和mSENSE技术均分别采用了6种R值(R=none,2,3,4,5,6),共获得48组图像;被试组4个序列使用的GRAPPA和mSENSE技术均分别采用了3种R值(R=none,2,3),共获得24组图像。基于各组图像,提取4个体模ROI(P-ROI)或4个脑实质ROI(V-ROI)的影像组学特征。计算每个序列图像上每个P-ROI和V-ROI中提取的组学特征在6种(R=none,2,3,4,5,6)和3种缩减因子(R=none,2,3)之间的变异系数(CV=特征均值/标准差),基于CV值对特征的稳定性进行分级(分为十分稳定、稳定、一般和不稳定共4级)。首先,通过CV评价使用不同数量的加速因子对GRAPPA和mSENSE两种并行采集技术提取的组学特征稳定性的影响;然后,采用χ^(2)检验分析两种并行采集技术对不同序列和不同ROI之间组学特征稳定性影响的差异。结果:iPAT及缩减因子的不同组合对影像组学特征稳定性的影响显著。体模数据中,6种R(none,2,3,4,5,6)时,mSENSE和GRAPPA图像上提取的极稳定特征的占比均低于5%,mSENSE图像的特征稳定性较GRAPPA更差;同时包含3个R值(R=none,2,3)的mSNESE和GRAPPA共6组图像时,4个序列之间(χ^(2)=257.807,P<0.001)及4个P-ROI之间(χ^(2)=87.379,P<0.001)特征稳定性的差异均有统计学意义,FLAIR序列(S2和S3组)能提供更多极稳定的特征;与3组图像(R=none,2,3)相比,6组图像(R=none,2,3,4,5,6)时仅在4个P-ROI之间观察到特征稳定性的差异有统计学意义(χ^(2)=25.115,P<0.05)。在被试组中(R=none、2、3),仅在4个V-ROI之间发现特征稳定性的差异有统计学意义(χ^(2)=46.642,P<0.001)。结论:集成并行采集技术及缩减因子对磁共振影像组学特征稳定性有显著影响,基于GRAPPA提取的组学特征的稳定性要高于mSENSE。组学分析时应尽可能使用并行采集技术及缩减因子(R=2、3)相同的图像,以提高特征的稳定性。

磁共振并行采集技术与常规采集技术对图像质量影响的综合评价

目的磁共振并行采集技术(integrated parallel acquisition technique,iPAT)是磁共振快速采集技术,已广泛应用于临床,但对图像质量的影响国内还没有文献报导。文中探讨iPAT与常规采集技术对图像质量的影响。方法利用颈部矩阵线圈对1个体模及10名健康志愿者颈椎分别采用信号平均次数(number of signal averaged,NSA)为1次的常规扫描(常规/1次)及并行采集加速因子为2的iPAT(GRAPPA/1次)与NSA为2次并行采集加速因子为2的iPAT(GRAPPA/2次)的方法进行扫描,综合定量分析获得图像的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、不均匀性。结果保持其他参数不变的情况下,GRAPPA/2次获得的图像质量、信噪比均高于其他两者平均次数为1次的扫描方法,但GRAPPA/1次扫描时间最短。结论合理选用平均次数及并行采集因子在保持扫描时间基本不变的情况下可显著提高图像质量,另外,在平均次数一定的情况下iPAT能大幅缩短成像时间,但图像质量会有所降低。

胃癌磁共振扩散加权成像:并行采集联合分次屏气多信号平均技术的临床研究

目的探索实现胃癌磁共振扩散加权成像(DWI)的技术因素,评价胃癌DWI的临床应用价值。方法扩散加权单次激发平面回波成像(SS-EPI)序列连续检查胃癌患者53例,其中前期17例进行ASSET-DWI成像方法研究,结合分次屏气多信号平均技术,以肿瘤显示、伪影分级、对比噪声比(CNR)为评价标准,比较有无ASSET及不同信号平均次数(NEX)与ASSET搭配所得DWI图像的质量,确定成像参数;利用确定序列对后续36例胃癌进行成像研究,确定胃癌及非癌胃壁的DWI影像学表现及ADC值范围。扩散敏感梯度取b=0、1000s/mm2。结果ASSET-DWI组较无ASSET组成像速度提高,相关伪影(磁敏感伪影、化学位移伪影及Ghost伪影)轻且图像基本无变形(P<0.01);分次屏气采集对ADC值计算无影响(P>0.05);分次屏气多信号平均(4NEX)采集,可基本消除ASSET相关伪影,具备良好的对比噪声比。胃癌癌肿在DWI图上表现为稳定的高信号,平均ADC值为(1.17±0.22)×10-3mm2/s,非癌胃壁表现为低信号,平均ADC值为(1.94±0.28)×10-3mm2/s,二者差异有统计学意义(P<0.01);以ADC值<1.46×10-3mm2/s作为判定胃癌的标准,敏感性97.0%,特异性90.9%。结论8通道体部相控阵线圈联合ASSET技术及分次屏气多信号平均采集,实现了胃癌高b值扩散加权成像;ADC值可作为胃癌诊断的辅助指标。

优化实时并行采集技术心脏电影序列在心律失常者心脏MRI中的初步应用

目的探讨优化实时并行采集技术(TPAT)心脏电影成像序列评价心律失常者心脏结构及功能的价值。方法对33例心律失常患者(心律失常组)和48例心律正常者(心律正常组)分别行传统心脏电影[平衡稳态自由进动(bSSFP)序列]和优化TPAT实时电影序列成像;比较两个序列测量两组左心室心肌厚度、心功能、心肌应变参数及图像质量的差异。结果心律失常组中,两个序列测得左心室12个心肌节段室壁厚度差异均有统计学意义(P均<0.05);心肌径向应变及圆周应变的峰值和平均值差异均有统计学意义(P<均0.05)。心律正常组中,两序列左心室各节段室壁厚度和应变指标差异均无统计学意义(P均>0.05)。两个序列所测两组心功能参数差异均无统计学意义(P均>0.05)。心律失常组中,优化TPAT序列的图像质量优于bSSFP序列(P<0.05)。结论优化TPAT序列可提高心律失常患者心脏MR电影图像质量。

相控阵线圈联合并行采集技术在胃癌扩散加权成像的应用探讨

目的评价相控阵线圈联合并行采集技术(array spatial sensitivity encoding technique,ASSET)消除胃癌磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)伪影及提高图像对比的能力,探讨ASSET技术对表观扩散系数值(apparent diffusion coefficient,ADC)测量的影响。方法12例胃癌患者共计20例次MRI检查入组研究,扩散敏感梯度b=0,1000s/mm2。根据ASSET的有无设计2组序列,分别为DWIno-ASSET组和DWIASSET组,均采用单次激发EPI序列(SS-EPI),4次信号平均结合分次屏气技术。评价磁敏感、化学位移、Ghost及ASSET相关伪影在两组序列出现的情况。以肿瘤显示、伪影分级评分、伪影积分、信噪比(signal-to-noiseratio,SNR)及对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)为标准,比较2组序列所得图像的质量。比较评价ASSET技术对胃癌癌肿ADC值测量的影响。结果20例次胃癌癌肿在DWIno-ASSET及DWIASSET上均显示为相对高信号。DWIno-ASSET序列15例可见伪影,平均伪影分级评分1.90,平均伪影积分1.10,15%(3/20例)由于明显伪影干扰或图像变形无法进行ADC值测量;DWIASSET序列7例可见伪影,平均伪影分级评分1.35,平均伪影积分0.65,均未干扰ADC值测量。DWIASSET明显消除磁敏感伪影(P<0.05),部分消除Ghost伪影(P>0.05)。两组序列均未见化学位移伪影。7例DWIASSET可见ASSET伪影,均未干扰病变显示及ADC值测量。DWIno-ASSET图像变形较DWIASSET明显,统计学差异有显著性(P<0.05)。结合ASSET后,图像背景噪声信号强度减低(P<0.05),信噪比(SNR)减低(P<0.05),对比噪声比(CNR)增高(P<0.05)。DWIno-ASSET组与DWIASSET组测得癌肿ADC值差异无统计学显著性(P>0.1)。结论ASSET技术可减轻胃癌DWI成像相关伪影,降低图像噪声信号强度,提高图像对比;结合多信号平均采集提高信噪比,减轻ASSET相关伪影后,可得到较高质量的胃癌扩散加权图像。

片上双核数据并行采集及核间通信研究

针对多参量数据采集系统中单核处理器难以达到数据同步获取及实时处理的问题,提出一种基于Nios II双核处理器的多参量数据并行采集及核间通信解决方案。在数据采集系统的FPGA片内构建Nios II双核处理器系统,处理器1对输入信号数据进行数模转换及预处理,处理器2负责采集数据的显示及上位机的数据通信,利用Scatter-Gather直接存储器访问两级数据缓存的通信机制,建立核间的高速数据传输通道,实现双核处理器之间数据的同步与交换。将该解决方案应用于空气质量在线监测系统中,结果表明,其核间传输速度高达496 MB/s,满足多参量数据同步获取及并行协同处理的需求。

Blade技术结合并行采集磁共振技术在上腹部的应用

目的评价Blade技术结合并行采集技术下对上腹部MRI扫描的运动校正效果和影像质量的影响。方法 50个患者接受上腹部MR检查,分别使用回波链/K空间填充率对应19/100%,30/100%和30/175%3种不同的参数,并在呼吸门控下获取脂肪抑制的T2加权图像,后由两位腹部诊断医师对运动伪影、条纹伪影及总体影像质量评价。结果两位诊断医师评价结果基本一致(P<0.05),3组参数条件之间运动伪影、条纹状伪影及总体影像质量都有显著性差异(P<0.05)。与19/100%和30/100%两个条件下比较,30/175%条件下图像运动伪影最少(P<0.05),总体影像质量最好(P<0.05)。结论使用Blade技术结合并行采集能减少上腹部MR图像的运动伪影,改善影像质量。

并行采集技术在1.5T 8通道相控阵线圈头颅3D TOF MRA中的优化:体模研究

目的探讨并行采集技术(ASSET)在8通道相控阵线圈头颅水模3D TOF MRA中的应用及伪影消除方法,优化3D TOF MRA扫描方案。方法使用MRI专用标准头颅水模,通过对ASSET加速因子(R值)、相位FOV(FOVp)、扫描FOV(FOVs)以及校准FOV(FOVc,分别为30 cm×30 cm、35 cm×35 cm和40 cm×40 cm,对应A、B、C组)的调整与组合对水模进行3D TOF MRA扫描,测量两侧卷褶伪影间的最短距离(D)及图像SNR,记录各组图像的扫描时间和相位方向分辨率(Rp),寻找最优参数组合。结果随FOVc增大,ASSET伪影逐渐加重;随着FOVs和FOVp增大以及R值减小,卷褶伪影间距D值逐渐增大直至消失。R值及FOVp不变时,扫描时间不变;当R值固定时,SNR随FOVs及FOVp增大而增高;当FOVs及FOVp固定时,SNR随R值增大而降低;Rp随FOVs及FOVp增加而降低。结论使用ASSET技术需要选择适当的R值与相应的FOVc、FOVs及FOVp;上述条件下,FOVc为35 cm×35 cm,FOVs为28 cm×28 cm,FOVp为0.75,R为1.25时为水模3D TOF MRA扫描的最优参数配置。

多通道CCD读出信号高速并行采集系统的设计

二代高性能焦平面探测器提供了大大优于一代产品的使用性能 ,为确保获得与器件性能相一致的图像质量 ,我们研究设计了通用多通道CCD读出信号高速并行采集系统 ,并详细描述和讨论设计要点。

MR并行采集技术的临床应用

在MR技术被临床应用的数十年其间,不断出现的新技术使信号采集速度和图象质量得到了很大的提高,其中之一的并行采集技术对信号采集速度的提高起了十分重要的作用。介绍了MR并行采集技术研究现状及临床应用情况,并对其存在的问题和发展前景进行了探讨。

一种大容量并行采集系统实现方法

针对数据采集多通道和大容量存储的实际需求,提出了一种基于AD7658级联和CF卡存储的设计方案,重点对多通道信号隔离技术、AD级联控制及CF卡存储接口逻辑设计进行了详细的讨论。以FPGA作为主控芯片,完成对AD7658级联方式的采样率及数据串、并转换等控制;同时完成CF卡读、写、擦除等功能,并最终通过自定义协议将数据上传,上传速率达10 MB/s。测试结果表明,该模块数据采集功能正常,存储容量不小于500 MB,满足系统设计要求。

并行采集技术与相控阵线圈的品质对图像质量的影响

目的:探讨并验证并行采集技术与相控阵线圈品质对于图像质量的影响。方法:实验分两步进行,以标准水模(2%的硫酸铜溶液)作为实验对象,分别用通道正常和通道部分损坏的头颈联合线圈进行对比扫描。先采用Axial FSET1WI序列扫描,将所得图像用GE的NEMA软件计算各个通道信噪比,并记录结果以评定不同通道与信噪比的关系;然后用ASSET序列采集Sagittal FSE T1WI,依次取加速因子为1、1.25、1.5、1.75和2,所得数据同样使用NEMA软件计算图像信噪比,并与前部分数据结合,描点于平面直角坐标系上,以检测加速因子与信噪比的关系。结果:在常规FSE序列中,相控阵线圈能够很好的消除单个接收通道性能下降所造成的影响;在并行采集中,随着加速因子的增大,接收通道的损坏会造成重建图像质量的显著性下降。结论:并行采集技术能有效的提高成像速度,最大程度的发挥多通道相控阵线圈的能力,但当线圈通道部分损坏时,将直接导致图像质量的下降。

并行采集技术在上腹部MRl检查中的应用价值

目的探讨并行采集技术（iPAT）在上腹部MRI检查中的应用价值。方法对56例患者，首先进行快速自旋回波（TSE）序列的T2Wl＋FS和扰相位梯度回波（FLASH）序列的T1Wl常规扫描，然后在参数保持一致的情况下采用iPAT扫描，测量并计算图像的信噪比（SNR）及对比噪声比（CNR）。呼吸运动伪影对图像质量的影响通过评分来判定。结果无论是T2WlFS序列还是T1WI序列，iPAT使用前后SNR及CNR的差异均无统计学意义（均P〉O．05）。使用iPAT后呼吸运动伪影的影响明显减小，得分为4分和3分的图像明显多于使用iPAT前，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论对于屏气配合不佳的中老年患者，采用iPAT进行上腹部MRI检查，采集时间缩短．呼吸运动伪影减少，较常规的MRl检查更有优势。

3.0T MR心脏并行采集线圈在双膝关节检查中的临床应用

目的评价心脏并行采集线圈在双膝关节检查中的临床应用价值。方法采用3.0T超导磁共振系统的心脏并行采集线圈对106例患者行双侧膝关节MR扫描。MRI检查序列包括PDW、T2W、T2W/SPAIR和3D-WATS脂肪抑制序列。结果106例212个膝关节中85例膝关节有不同程度的病变。其中51例外伤患者共发现73个膝关节损伤（22例为双侧损伤）,包括骨挫裂伤、骨折、半月板和韧带损伤及膝关节积液 39例SARS康复者中有14例（27个膝关节）以不同部位及不同程度的骨坏死为主 15例无明显诱因者中10例14个膝关节以膝关节积液和不同程度的半月板损伤为主 1例白血病患者（双侧膝关节）以股骨损伤为主。结论3.0TSENSE-CARDIAC线圈具有分辨率、信噪比高及扫描野大等特点,可为膝关节诸骨及软组织病变的显示提供了全面、直观和准确的影像学信息,提高对膝关节病变诊断的全面性和准确性。

网格环境下的元数据并行采集框架研究与改进

在讨论现有元数据并行采集框架基础上,将网格技术、移动Agent技术与OAI框架相结合,提出一种改进的基于数字图书馆网格的元数据并行采集框架,并给出框架中主要模块及功能说明和分析。实验结果表明,该框架能够克服现有并行采集框架中性能不高、检索效率低等缺点。

基于工业控制计算机的串并行采集技术的研究

文章介绍了以工业控制计算机为核心的数据采集系统的硬件组成。针对系统中的各类传感器,详细叙述了串行采集技术和单通道读入、多通道扫描、DMA高速数据采集、计数值采集等各种并行采集技术的原理、特点、适用范围、采集流程及软件实现。

农机性能检测的多信号并行采集串行传输系统设计

设计了一个能够进行多个信号并行采集、串行发送的检测系统。通过采样保持电路保证了所采集的各信号的同时性,并能按照规定的协议以无线传输的方式对农业机械的性能进行远距离测试。