新型空间编码超快速磁共振成像和定域二维谱方法研究
结题报告
批准号:
11275161
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
蔡淑惠
依托单位:
学科分类:
A3010.核技术在其他领域中的应用
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨天和、林雁勤、屈小波、丰海、陈颖、李敬、陈妤姗、陈浩、陈林
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中文摘要
磁共振成像(MRI)和定域谱(MRS)作为一种无创伤的检测分析手段能够获得同一生物体内不同层次、不同类别的信息,在生物医学领域发挥着重要作用。然而,较长的采样时间不仅可能造成其图像和谱图的质量下降,而且限制了其在功能成像、分子影像等方面的应用。本项目旨在建立一套基于空间编码的新型超快速高分辨MRI和二维(2D) MRS新方法。我们将研究影响空间编码超快速MRI和2D MRS的采样时间、分辨率以及信噪比的主要内在原因和外在因素;在合理的生物物理模型指导下,利用计算机模拟辅助设计空间编码超快速MRI和2D MRS脉冲序列;充分利用空间编码的特性,引入小视野成像、二维空间编码、非线性采样等信号快速激发和采集方法以及部分傅立叶变换、压缩传感等信号重建手段,有效提高MRI和MRS的分辨率、信噪比和采集速度,从而建立一套超快速活体高分辨MRI和2D MRS新方法,促进NMR新技术在生物医学领域的应用。
英文摘要
As non-invasive detection techniques, magnetic resonance imaging (MRI) and localized magnetic resonance spectroscopy (MRS) can be used to obtain different types of information at different levels from a same organism, thus playing an important role in biomedicine. However, long acquisition time may not only result in the decreasing of imaging and spectral quality, but also limit their applications in functional MRI and molecular imaging. In this project, we will establish a set of novel ultrafast high-resolution MRI and localized two-dimensional (2D) MRS methods based on spatial encoding technique. We will investigate the main intrinsic and extrinsic factors influencing the acquisition speed, resolution, and signal to noise ratio (SNR) of spatially encoded ultrafast MRI and 2D MRS. Under the reasonable biophysical model, we will design new pulse sequences with the help of computer simulation. Taking the advantages of spatial encoding, we will introduce fast signal excitation and acquisition schemes (e.g. reduced field-of-view technique, 2D spatial encoding, non-linear sampling) and efficient signal reconstruction algorithms (e.g. partial Fourier transform and compressed sensing) to enhance the resolution and SNR of MR image and localized 2D MR spectrum and shorten the acquisition time. The new methods we established will be capable of ultrafast acquiring in vivo high-resolution MR images and localized 2D MR spectra. The achievements would promote the application of nuclear magnetic resonance in biomedicine.
磁共振成像(MRI)和定域谱(MRS)作为一种无创伤的检测分析手段能够获得同一生物体内不同层次、不同类别的信息,在生物医学领域发挥着重要作用。然而,较长的采样时间不仅可能造成其图像和谱图的质量下降,而且限制了其在功能成像、分子影像等方面的应用。本项目深入研究了空间编码的特点,发展和完善了不同编码方式下信号演化的理论表述,通过理论分析、计算机模拟和实验研究,分析和评估不同的编码技术及信号采样方式对MRI和MRS信噪比和分辨率的影响,进而设计出超快速MRI和MRS脉冲序列,并将所建立的方法应用于生物组织研究,优化脉冲序列设计和实验参数;开发了小视野成像、二维空间编码、非线性采样等信号快速激发和采集方法,结合压缩传感等技术开发高效的信号重建算法,有效提高了MRI图像和MRS谱图的信噪比和分辨率,在缩短实验时间的同时保持甚至提高MRI图像和MRS谱图的质量。这些研究成果有助于促进NMR在生物医学中的应用。在本项目的资助下,我们发表了25篇SCI收录的论文,获得了1项中国发明专利和2项软件著作权。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1088/1674-1056/23/6/063201
发表时间:2014-04
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Hanping Ke;Hao Chen;Yanqin Lin;Zhiliang Wei;S. Cai;Zhiyong Zhang;Zhong Chen
通讯作者:Hanping Ke;Hao Chen;Yanqin Lin;Zhiliang Wei;S. Cai;Zhiyong Zhang;Zhong Chen
DOI:10.1016/j.jmr.2016.08.015
发表时间:2016
期刊:Journal of Magnetic Resonance
影响因子:2.2
作者:Chen Lin;Huang Jianpan;Zhang Ting;Li Jing;Cai Congbo;Cai Shuhui
通讯作者:Cai Shuhui
Spatially-encoded intermolecular single-quantum coherence method for high-resolution NMR spectra in inhomogeneous fields
非均匀场高分辨率核磁共振谱的空间编码分子间单量子相干方法
DOI:10.1016/j.cplett.2015.05.030
发表时间:2015-08
期刊:Chemical Physics Letters
影响因子:2.8
作者:Lin, Yulan;Zhang, Zhiyong;Cai, Shuhui;Chen, Zhong
通讯作者:Chen, Zhong
DOI:10.1080/00268976.2015.1022610
发表时间:2015-03
期刊:Molecular Physics
影响因子:1.7
作者:Kaiyu Wang;Zhiyong Zhang;Hao Chen;Shuhui Cai;Zhong Chen
通讯作者:Zhong Chen
DOI:10.1080/00268976.2014.897397
发表时间:2014-10
期刊:Molecular Physics
影响因子:1.7
作者:Yushan Chen;Zhiyong Zhang;Yanqin Lin;C. Cai;S. Cai;Zhong Chen
通讯作者:Yushan Chen;Zhiyong Zhang;Yanqin Lin;C. Cai;S. Cai;Zhong Chen
单扫描高保真重叠回波分离多参数定量磁共振成像新方法
  • 批准号:
    12375291
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    蔡淑惠
  • 依托单位:
高保真超快速时空编码核磁共振成像新技术及其应用
  • 批准号:
    11775184
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    蔡淑惠
  • 依托单位:
利用时空编码获得不均匀磁场下高质量单扫描MRI图像新方法
  • 批准号:
    11474236
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    96.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    蔡淑惠
  • 依托单位:
基于远程偶极相互作用的活体生物组织高分辨核磁共振定域谱方法
  • 批准号:
    11074209
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    46.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    蔡淑惠
  • 依托单位:
基于广义空间编码的不均匀磁场下快速高分辨核磁共振新技术
  • 批准号:
    10875101
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    蔡淑惠
  • 依托单位:
核磁共振中分子间分子内多量子相干、混沌效应及其应用
  • 批准号:
    10575085
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    蔡淑惠
  • 依托单位:
NMR中分子间多量子相干物理模型、计算机模拟及其应用
  • 批准号:
    10104011
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    14.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    蔡淑惠
  • 依托单位:
国内基金
海外基金