Radiofrequency pulse design using nonlinear gradient magnetic fields.
Radiofrequency pulse design using nonlinear gradient magnetic fields.
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DOI：
10.1002/mrm.25423
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发表时间：
2015-09
影响因子：
3.3
通讯作者：
Constable, R. Todd
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kopanoglu, Emre;Constable, R. Todd
关键词：
针对非线性梯度磁场激励（ENiGMa）提出了一种k空间轨迹和射频（RF）脉冲的迭代设计方法。非线性梯度场（NLGF）产生的空间编码函数（SEFs）在笛卡尔坐标系中是线性相关的。如果不进行校正，这可能会导致激励曲线中的翻转角变化。在所提出的方法中，SEFs（k空间样本）选择使用匹配追踪算法，并使用共轭梯度算法设计的RF脉冲。所提出的方法的三个变种：完整的算法，计算更便宜的版本，和第三个版本的设计辐条为基础的轨迹。该方法被证明为各种目标激励配置文件使用模拟和幻影实验。该方法相比，其他迭代（匹配追踪和共轭梯度）和非迭代（坐标变换和雅可比）脉冲设计方法，以及均匀密度螺旋和EPI轨迹。结果表明，该方法可以显著提高激励保真度。提出了一种利用非线性梯度场设计k空间轨迹和射频脉冲的迭代方法。该方法可以用于单独选择SEF以指导轨迹设计，或者可以适于设计和优化感兴趣的特定轨迹。
An iterative k-space trajectory and radio-frequency (RF) pulse design method is proposed for Excitation using Nonlinear Gradient Magnetic fields (ENiGMa). The spatial encoding functions (SEFs) generated by nonlinear gradient fields (NLGFs) are linearly dependent in Cartesian-coordinates. Left uncorrected, this may lead to flip-angle variations in excitation profiles. In the proposed method, SEFs (k-space samples) are selected using a Matching-Pursuit algorithm, and the RF pulse is designed using a Conjugate-Gradient algorithm. Three variants of the proposed approach are given: the full-algorithm, a computationally-cheaper version, and a third version for designing spoke-based trajectories. The method is demonstrated for various target excitation profiles using simulations and phantom experiments. The method is compared to other iterative (Matching-Pursuit and Conjugate Gradient) and non-iterative (coordinate-transformation and Jacobian-based) pulse design methods as well as uniform density spiral and EPI trajectories. The results show that the proposed method can increase excitation fidelity significantly. An iterative method for designing k-space trajectories and RF pulses using nonlinear gradient fields is proposed. The method can either be used for selecting the SEFs individually to guide trajectory design, or can be adapted to design and optimize specific trajectories of interest.
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