Improvement and comparison of complex b1 mapping techniques for use in MREPT
MREPT'te kullanım amacıyla karmaşık b1 haritalama tekniklerinin iyileştirilmesi ve karşılaştırılması
- Tez No: 521402
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Empedans görüntüleme (iletkenlik, σ ve elektriksel geçirgenlik, ε) sağlıklı ve habis dokular arasındaki kontrast hakkında yararlı bilgiler sağlar. Empedans görüntüleme tekniklerinden biri olan Manyetik Rezonans Elektriksel Özellik Tomografi si (MREÖT), elektriksel özelliklerin B1 üzerinde yarattığı bozulmayı kullanır, ve elde edilen B1 alanının yardımıyla ters problem çözülerek elektriksel özelikler elde edilir. Bu nedenle, MREÖT kullanarak iletkenlik elde etmek için B1 faz ve genlik bilgisi gereklidir. Bu tez, MREÖT'te kullanım amacıyla karmaşık B1 haritalama tekniklerinin iyileştirilmesi ve karşılaştırılması üzerine eğilmektedir. Bu bağlamda, B1 fazını elde etmek için en iyi adaylardan birisi olan, dengeli kararlı durum serbest devinim (dKDSD) görüntülemesi araştırılmıştır. dKDSD görüntülemesi yüksek hıza, yüksek sinyal-gürültü oranına (SGO), harekete duyarsızlığa ve otomatik girdap akımları telafisine sahiptir. Öte yandan, B0 homojensizliğinden ve buna eşlik eden“şerit artefaktı”ndanönemliölçüde etkilenmektedir. Şerit artefaktının oluştuğu bölgelerde MR sinyali genlik olarak azalmakta ve aynı zamanda faz hataları ortaya çıkmaktadır. Faz hatalarının düzeltilmesi üç farklı teknikle gerçekleştirilmektedir: B0 ve T2 bilgisini kullanma, rezonans dışı kestirim için doğrusallaştırma (RDKD) algoritması ve PLANET yontemi. Sonraki admda, bahsedilen uc teknikten elde edilen düzeltilmiş faz görüntülerinden iletkenlik haritalarını elde etmek için faz temelli konveksiyon reaksiyon denklemi temelli MREÖT (faz temelli kr-MREÖT) tekniğin 2B versiyonu kullanılmaktadır. Düzeltme tekniklerinin etkilerini doğrulamak için, iletkenlik kontrastlı, deneysel agar-tuzlu su fantomu hazırlanmıştır. Tüm faz düzeltme teknikleri için şerit artefaktının faz görüntülerinden temizlendiği ve doğru iletkenlik haritalarının elde edildiği gösterilmiştir. Ancak, B0 ve T2 bilgisi, doğruluğu kabul edilen geleneksel ve güvenilir teknikler aracılığıyla elde edildiğinde, B0 ve T2 bilgisini kullanma uzun tarama süresiyle sonuçlanmaktadır. Diğer yandan, PLANET yöntemi B0 sürüklenmesi ve hatanın yayılmasından etkilenmektedir. Bu nedenle, RDKD algoritması iletkenlik haritalarını bulmak için gerekli olan B1 faz görüntülerini elde etmek için en iyi aday olarak düşünülmektedir. Faz temelli MREÖT yöntemlerinin yanında, B1 fazı ve genliği bilgisine ihtiyaç duyan MREÖT yöntemleri de bulunmaktadır. B1 genlik görüntülerini elde etmek amacıyla, üç farklı yöntem araştırılmıştır: çift açı (ÇA) yöntemi, asıl döndürme açı görüntüleme (ADG) yöntemi ve Bloch-Siegert kayması (BSK) temelli yöntem. Bu yöntemlerin B1 genlik haritalandırma yöntemlerinin kalitelerini analiz etmek için kuramsal SGO hesaplamaları ve fantom deneyleri gerçekleştirilmiştir. Kuramsal ve deneysel çalışmaların gösterdiği üzere, BSK temelli yöntem SGO açısından ADG yöntemi ve ÇA yöntemine göre avantajlıdır. Her bir B1 genlik haritalandırma yöntemi için iletkenlik haritaları elde edilmiştir. Standart MREÖT yönteminin B1 genlik haritalandırma yönteminin seçiminden etkilenmemesine rağmen, yüksek SGO değerli B1 genlik haritaları standart kr-MREÖT yöntemi için daha iyi iletkenlik sonuçları sağlamaktadıri.
Özet (Çeviri)
Impedance imaging, (i.e., conductivity, σ, and permittivity, ε) provides helpful information about contrast between healthy and malignant tissues. As one of the impedance imaging techniques, Magnetic Resonance Electrical Properties Tomography (MREPT) uses the perturbation on B1 caused by electrical properties, and via solving the inverse problem with the help of measured B1 fi eld, electrical properties are obtained. Therefore, to obtain conductivity using MREPT, the knowledge of B1 phase and magnitude is required. This thesis focuses on improvement and comparison of complex B1 mapping techniques for use in MREPT. In this manner, balanced steady-state free precession (bSSFP) imaging, which is one of the best candidates to obtain B1 phase, is investigated. bSSFP imaging has high speed, high signal-to-noise ratio (SNR), motion insensitivity and automatic eddy current compensation. On the other hand, it suffers greatly from B0 inhomogeneity and the concomitant“banding artifact”. In regions of banding artifact, MR signal reduces signi cantly in magnitude, and also phase errors occur. The correction of phase errors is conducted by using three different techniques: Inserting B0 and T2 information, linearization for off-resonance estimation (LORE) algorithm, and PLANET method. In the next step, 2D version of phase-based convection-reaction equation based MREPT (phase-based cr-MREPT) technique is utilized to obtain conductivity maps from corrected phase images that are acquired from three aforementioned techniques. In order to verify the effects of correction techniques, an experimental agar-saline phantom with conductivity contrasts is constructed. It is shown that, for all phase correcting techniques, banding artifact is removed from phase images and accurate conductivity maps are obtained. Yet, inserting B0 and T2 information results in lengthy scanning time if both B0 and T2 information is acquired via traditional, reliable methods which are widely considered as golden truth. On the other hand, PLANET method suffers from B0 drift and propagation of error. Therefore, LORE algorithm is considered as the best candidate to obtain B1 phase images which is required to fi nd conductivity maps. Besides phase-based MREPT methods, there also exists MREPT methods that requires both B1 phase and magnitude information. In the purpose of acquiring B1 magnitude images, three different methods are investigated, namely double angle (DA) method, actual flip-angle imaging (AFI) method, and Bloch-Siegert shift (BSS) based method. To analyze B1 magnitude mapping qualities of these methods, theoretical SNR calculations and phantom experiments are conducted. Both theoretical and experimental studies reveal that, based on SNR results, BSS based method is advantageous over AFI method and DA method. For each of B1 magnitude mapping methods, conductivity maps are obtained. It is found that, although standard MREPT method is indifferent to the choice of B1 magnitude mapping methods, high-SNR B1 magnitude maps provide better conductivity results for standard cr-MREPT method.
Benzer Tezler
- Mimari tasarım kriterlerinin değişkenliği:P/A ödül programı örneği
Fluctuations of the architectural design criteria: the P/A awards program case
PELİN ERSOY
- Sanayi kaynaklı hava kirliliğinde modellerin kullanımının karar verme sürecindeki rolü
The role of models in terms of decision making in industry based air pollution
EZGİ ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR ALP
- Çevre kalitesini yükseltmenin ekonomik faydasının tahmini ve bir uygulama
Measuring the economical benefits of environmental quality improvement and a case study
VOLKAN GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ZUHURİ SARIKAYA
- A System dynamics approach for technology improvement policy analysis: The case of Turkey
Teknoloji gelişimi politikası analizi için sistem dinamiği yalklaşımı: Türkiye uygulaması
M. SERDAR DURGUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilim ve Teknoloji Politikası Çalışmaları Anabilm Dalı
DOÇ. DR. EROL SAYIN
- Eklemeli imalat yönteminde topoloji optimizasyon ile tasarlanmış parçaların mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of mechanical properties of parts designed with topology optimiza-tion in additive manufacturing method
CELALETTİN MERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR VERİM