An Anthropomorphic Digital Reference Object (DRO) for Simulation and Analysis of Breast DCE MRI Techniques.
An Anthropomorphic Digital Reference Object (DRO) for Simulation and Analysis of Breast DCE MRI Techniques.
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DOI：
10.3390/tomography8020081
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发表时间：
2022-04-02
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加速磁共振成像 (MRI) 的进步不断突破可实现的空间和时间分辨率的界限，同时保持临床可接受的图像质量。需要包括数值模拟在内的验证工具来表征定量成像应用中使用的此类方法的重复性和再现性。我们描述了用于分析和优化动态对比增强 (DCE) 乳腺成像中使用的加速 MRI 采集和重建技术的模拟框架的开发。该模拟框架采用数字参考对象 (DRO) 的形式，由四个模块组成，这些模块控制模拟的不同方面，包括乳腺组织的外观和生理行为以及 MRI 采集设置，以生成用于 DCE 乳腺检查的模拟 k 空间数据。描述了 DRO 的设计和功能，并提供了仿真示例，以展示 DRO 的潜在应用。所包含的模拟结果证明了 DRO 模拟各种效果的能力，包括创建模拟病变、通过广义动力学模型建模的组织增强、T1 松弛、脂肪信号进动和饱和度、采集 SNR 以及时间分辨率的变化。
Advances in accelerated magnetic resonance imaging (MRI) continue to push the bounds on achievable spatial and temporal resolution while maintaining a clinically acceptable image quality. Validation tools, including numerical simulations, are needed to characterize the repeatability and reproducibility of such methods for use in quantitative imaging applications. We describe the development of a simulation framework for analyzing and optimizing accelerated MRI acquisition and reconstruction techniques used in dynamic contrast enhanced (DCE) breast imaging. The simulation framework, in the form of a digital reference object (DRO), consists of four modules that control different aspects of the simulation, including the appearance and physiological behavior of the breast tissue as well as the MRI acquisition settings, to produce simulated k-space data for a DCE breast exam. The DRO design and functionality are described along with simulation examples provided to show potential applications of the DRO. The included simulation results demonstrate the ability of the DRO to simulate a variety of effects including the creation of simulated lesions, tissue enhancement modeled by the generalized kinetic model, T1-relaxation, fat signal precession and saturation, acquisition SNR, and changes in temporal resolution.
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