Empfindlichkeitskartierung im menschlichen Gehirn mittels schwellenbasierter k-Raum-Division

Es wird eine Methode zur Berechnung quantitativer dreidimensionaler Empfindlichkeitskarten aus Feldmessungen vorgestellt, die mit Gradientenecho-Bildgebung bei hohen Feldern erfasst wurden. Diese Methode basiert auf der Division der dreidimensionalen Fourier-Transformationen von hochpassgefilterten Feldkarten durch eine einfache Funktion, die die Fourier-Transformation des Faltungskerns ist, der Feld und Empfindlichkeit verbindet, und verwendet k-Raum-Maskierung, um eine Rauschverstärkung in Regionen zu vermeiden, in denen diese Funktion klein ist. Simulationen wurden verwendet, um zu zeigen, dass die Methode auf Daten angewendet werden kann, die von Objekten erfasst wurden, die in einem oder mehreren Winkeln im Verhältnis zum angelegten Feld ausgerichtet sind, und dass die Verwendung mehrerer Orientierungen die Qualität der berechneten Empfindlichkeitskarten verbessert. Im Rahmen dieser Arbeit haben wir einen verbesserten Ansatz zur Hochpassfilterung von Feldkarten entwickelt, der auf der Verwendung einer Anordnung von Dipolen basiert, um die von externen Strukturen erzeugten Felder zu modellieren. Dieser Ansatz wurde an simulierten Feldkarten aus der Substantia nigra und den roten Kernen getestet. Die Empfindlichkeitsskartierung wurde erfolgreich auf experimentelle Messungen an einem strukturierten Phantom angewendet und dann verwendet, um die Empfindlichkeit der roten Kerne und der Substantia nigra bei gesunden Probanden bei 3 und 7 T zu messen.