体積測定MRIを改善するための黄金比回転スタック・オブ・スター撮影

Golden-ratio rotated stack-of-stars acquisition for improved volumetric MRI.

抄録

目的:

ストリーキングアーチファクトを軽減するための改良型stack-of-starsラジアルサンプリング法を開発し評価すること。

PURPOSE: To develop and evaluate an improved stack-of-stars radial sampling strategy for reducing streaking artifacts.

方法:

従来のstack-of-starsサンプリング戦略は、すべてのパーティション（スライス）エンコーディングで同じ半径方向の角度を収集する。アンダーサンプリング撮影では、このような整列撮影はコヒーレントなエイリアシングパターンを生成し、強いストリーキングアーチファクトを引き起こす。我々は、放射状のスポークをパーティションエンコーディング方向に沿って黄金角で回転させることにより、エイリアシングパターンが修正され、その結果、グリッディングやより高度な再構成法の画質が改善されることを示す。コンピュータシミュレーションを実施し、3つの異なるアプリケーションのファントム画像とin vivo画像を取得した。

METHODS: The conventional stack-of-stars sampling strategy collects the same radial angle for every partition (slice) encoding. In an undersampled acquisition, such an aligned acquisition generates coherent aliasing patterns and introduces strong streaking artifacts. We show that by rotating the radial spokes in a golden-angle manner along the partition-encoding direction, the aliasing pattern is modified, resulting in improved image quality for gridding and more advanced reconstruction methods. Computer simulations were performed and phantom as well as in vivo images for three different applications were acquired.

結果:

シミュレーション、ファントムおよびin vivoの実験により、提案手法は、同じ加速度係数で、従来のアライメントアプローチと比較して、ストリーキングアーチファクトが少なく、アンダーサンプリング取得に基づく鮮明な構造の画像を生成できることが確認された。再構成にパラレルイメージングと圧縮センシングを組み合わせることで、ストリーキングアーチファクトはほとんど除去され、微細構造の描出も改善された。

RESULTS: Simulation, phantom, and in vivo experiments confirmed that the proposed method was able to generate images with less streaking artifact and sharper structures based on undersampled acquisitions in comparison with the conventional aligned approach at the same acceleration factors. By combining parallel imaging and compressed sensing in the reconstruction, streaking artifacts were mostly removed with improved delineation of fine structures using the proposed strategy.

結論:

3Dスタック・オブ・スター撮影において、3D分割方向の放射状スポーク角度を再配列することで、ストリーキングアーチファクトを低減し、画質を改善する簡単な方法を紹介する。Magn Reson Med 78:2290-2298, 2017. © 2017 International Society for Magnetic Resonance in Medicine.

CONCLUSIONS: We present a simple method to reduce streaking artifacts and improve image quality in 3D stack-of-stars acquisitions by re-arranging the radial spoke angles in the 3D partition direction, which can be used for rapid volumetric imaging. Magn Reson Med 78:2290-2298, 2017. © 2017 International Society for Magnetic Resonance in Medicine.