Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Improved Temporal Resolution Using Parallel Imaging in Radial-Cartesian 3D functional MRI
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Computer Vision.
2011 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

MRI (Magnetic Resonance Imaging) is a medical imaging method that uses magnetic fields in order to retrieve images of the human body. This thesis revolves around a novel acquisition method of 3D fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) called PRESTO-CAN that uses a radial pattern in order to sample the (kx,kz)-plane of k-space (the frequency domain), and a Cartesian sample pattern in the ky-direction. The radial sample pattern allows for a denser sampling of the central parts of k-space, which contain the most basic frequency information about the structure of the recorded object. This allows for higher temporal resolution to be achieved compared with other sampling methods since a fewer amount of total samples are needed in order to retrieve enough information about how the object has changed over time. Since fMRI is mainly used for monitoring blood flow in the brain, increased temporal resolution means that we can be able to track fast changes in brain activity more efficiently.The temporal resolution can be further improved by reducing the time needed for scanning, which in turn can be achieved by applying parallel imaging. One such parallel imaging method is SENSE (SENSitivity Encoding). The scan time is reduced by decreasing the sampling density, which causes aliasing in the recorded images. The aliasing is removed by the SENSE method by utilizing the extra information provided by the fact that multiple receiver coils with differing sensitivities are used during the acquisition. By measuring the sensitivities of the respective receiver coils and solving an equation system with the aliased images, it is possible to calculate how they would have looked like without aliasing.In this master thesis, SENSE has been successfully implemented in PRESTO-CAN. By using normalized convolution in order to refine the sensitivity maps of the receiver coils, images with satisfying quality was able to be reconstructed when reducing the k-space sample rate by a factor of 2, and images of relatively good quality also when the sample rate was reduced by a factor of 4. In this way, this thesis has been able to contribute to the improvement of the temporal resolution of the PRESTO-CAN method.

Abstract [sv]

MRI (Magnetic Resonance Imaging) är en medicinsk avbildningsmetod som använder magnetfält för att framställa bilder av människokroppen. Detta examensarbete kretsar kring en ny inläsningsmetod för 3D-fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) vid namn PRESTO-CAN som använder ett radiellt mönster för att sampla (kx,kz)-planet av k-rummet (frekvensdomänen), och ett kartesiskt samplingsmönster i ky-riktningen. Det radiella samplingsmönstret möjliggör tätare sampling av k-rummets centrala delar, som innehåller den mest grundläggande frekvensinformationen om det inlästa objektets struktur. Detta leder till att en högre temporal upplösning kan uppnås jämfört med andra metoder eftersom det krävs ett mindre antal totala sampel för att få tillräcklig information om hur objektet har ändrats över tid. Eftersom fMRI framförallt används för att övervaka blodflödet i hjärnan innebär ökad temporal upplösning att vi kan följa snabba ändringar i hjärnaktivitet mer effektivt.Den temporala upplösningen kan förbättras ytterligare genom att minska scanningstiden, vilket i sin tur kan uppnås genom att tillämpa parallell avbildning. En metod för parallell avbildning är SENSE (SENSitivity Encoding). Scanningstiden minskas genom att minska samplingstätheten, vilket orsakar vikning i de inlästa bilderna. Vikningen tas bort med SENSE-metoden genom att utnyttja den extra information som tillhandahålls av det faktum att ett flertal olika mottagarspolar med sinsemellan olika känsligheter används vid inläsningen. Genom att mäta upp känsligheterna för de respektive mottagarspolarna och lösa ett ekvationssystem med de vikta bilderna är det möjligt att beräkna hur de skulle ha sett ut utan vikning.I detta examensarbete har SENSE framgångsrikt implementerats i PRESTO-CAN. Genom att använda normaliserad faltning för att förfina mottagarspolarnas känslighetskartor har bilder med tillfredsställande kvalitet varit möjliga att rekonstruera när samplingstätheten av k-rummet minskats med en faktor 2, och bilder med relativt bra kvalitet också när samplingstätheten minskats med en faktor 4. På detta sätt har detta examensarbete kunnat bidra till förbättrandet av PRESTO-CAN-metodens temporala upplösning.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 76 p.
Keyword [en]
fMRI, PRESTO-CAN, SENSE, parallel imaging, temporal resolution, radial-Cartesian sampling, normalized convolution
National Category
Computer Vision and Robotics (Autonomous Systems)
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-69123ISRN: LiTH-ISY-EX--11/4470--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-69123DiVA: diva2:423964
Subject / course
Computer Vision Laboratory
Presentation
2011-06-08, Wrannesalen, CMIV, Linköpings Universitet/US SE-581 85, Linköping, 15:00 (Swedish)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2011-11-14 Created: 2011-06-16 Last updated: 2011-11-14Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Gustav_Ahlman_Examensarbete_SENSE(5148 kB)387 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5148 kBChecksum SHA-512
f5cdb3825f4f8c5297b3e6935b0535c2ca1fa323573f6ca5d87903dbb6e2d1ec2ffc4f68a5c14c0bc305845ce430acf13fa5f71f1c279ffa0e343d80a7690818
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Computer Vision
Computer Vision and Robotics (Autonomous Systems)

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 387 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 719 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf