Zvýšení diagnostické výtěžnosti při zpracování MR tomografických dat

INCREASING THE DIAGNOSTIC YIELD WHILE PROCESSING MR TOMOGRAPHY DATA

journal article - other

Czech

Ke zlepšení diagnostických možností je výhodné váhovat MR obrazy relaxačními časy T1 a T2 nebo difúzí. Většina metod je však limitována vzájemným poměrem obou relaxačních časů. U sekvencí s vícenásobným buzením je nutno hledat optimální poměr mezi relaxačními časy, sklápěcím úhlem budicích impulzů a jejich opakovací dobou. Při měření difúzních koeficientů je nutno brát na zřetel nejen vzájemný poměr relaxačních časů, ale také magnetické vlastnosti měřeného materiálu způsobující nehomogenitu magnetického pole v přístroji a vzájemný vliv generovaných difúzních gradientů a statického gradientu. Dalšími omezujícími faktory diagnostické výtěžnosti jsou nízký poměr signálu a šumu (S/N) v signálech a obrazech, omezená rychlost vzorkování, nehomogenita základního magnetického pole v tomografu, magnetické vlastnosti zobrazovaných tkání a jejich heterogenní uspořádání. K přesnému vymezení zobrazené vrstvy v lidském orgánu a při aplikaci některých měřicích sekvencí je nutno generovat gradientní magnetická pole definovaných vlastností s minimálními spínacími časy. Porušením tohoto předpokladu dochází ke ztrátě informací v MR obrazech. K dosažení větší přesnosti určení relaxačních časů je nutné výše jmenované parametry optimalizovat. V této práci se budu zabývat zlepšením některých z jmenovaných parametrů - metodou zpracování MR signálů a obrazů vedoucí ke zvýšení poměru S/N a tedy i kontrastu v obraze. Hlavní pozornost bude věnována číslicové filtraci vedoucí k odstranění šumu založené na principu vlnkové transformace s poloautomatickým a automatickým prahováním bankami číslicových filtrů. Obecné vlastnosti jmenovaných metod jsou v dostatečně míře popsány v literatuře, avšak jejich aplikace při zpracování MR obrazů má své specifické problémy.

The work describes some options to increase the yield during processing of tomography data. One of the options is by appropriate design and organizing of the experiment and using simple methods to achieve increased sensitivity, removal of instrument artefacts and emphasizing the contrast of selected variables. The proposed method of verifying the precision of generated gradient impulse shapes and their time ranges belongs to this group. A new method was proposed during diffusion measurements, which eliminates the effect of static gradient of the electric field generated by magnetic susceptibility of the measured matter. This method significantly improves the precision of the diffusion coefficients by multiple measurements and simple treatment of presented images. In order to improve the characteristics of the measured MR signals and images, methods exploiting wavelet transform and digital filter banks were designed. The experiments, which resulted in a successful removal of noise, were mainly focused on processing images of the jaw joint. Another method of image processing, segmentation, in combination with wavelet transform should in the final phase assist in the creation of a 3D model of the jaw joint disk. 3D models of jaws and other hard tissues using CT methodologies are already available. The NMR has an unparalleled advantage in imaging of soft tissues. A method for optimization of measuring sequences with multiple stimulations was designed and experimentally validated. It enables the establishment of the optimal ratio between tilting angle of the stimulating pulse, their repetitive time and resting time T1. Literature asserts a precision of 5% for determination of T1, with the proposed method this can be improved to a 1% precision.

Nukleární magnetická rezonance, banky číslicových filtrů, poměr signál/šum, vlnková transformace, segmentace, difúze

Nuclear magnetic resonance, S/N ratio, signal denoising, banks of digital filters, wavelet transform, segmentation, diffusion

GESCHEIDTOVÁ, E.

2009

29. 5. 2009

VUTIUM

Brno

1213-418X

Vědecké spisy Vysokého učení technického v Brně Edice Habilitační a inaugurační spisy

2009

312

Czech Republic

1

29

29