Conception de séquence IRM pour tenir compte des performances non idéales des gradients

Résumé Objectif Les systèmes IRM sont traditionnellement conçus pour produire une performance proche de l'idéal, permettant une philosophie de conception de séquence d'impulsion simplifiée. Un exemple de cela est le contrôle des courants de Foucault produits par les champs de gradient ; généralement, ceux-ci sont compensés par un pré-accentuation des formes d'onde demandées. Ce processus se déroule généralement de manière invisible pour le concepteur de séquence d'impulsion, lui permettant de supposer que les formes d'onde de gradient obtenues seront conformes aux attentes. Bien que cela soit pratique, cela nécessite que les spécifications du système exposées à l'utilisateur final soient considérablement sous-estimées, car la pré-accentuation ajoute une surcharge supplémentaire aux formes d'onde. Cette stratégie est indésirable pour le matériel de moindre performance ou limité en ressources. Nous proposons plutôt une méthode basée sur l'optimisation pour concevoir des formes d'onde de gradient précompensées qui (i) respectent explicitement les contraintes matérielles et (ii) améliorent les performances d'imagerie en corrigeant directement les échantillons de l'espace k. Méthodes Les formes d'onde de gradient sont optimisées numériquement en incluant un modèle pour les imperfections du système. Cela est étudié en simulation en utilisant un modèle exponentiel de courant de Foucault, puis expérimentalement en utilisant une fonction de transfert de système de gradient empirique sur un système IRM 7T. Résultats Notre méthode proposée découvre des solutions qui produisent des erreurs de reconstruction négligeables tout en respectant les limites du système de gradient, même lorsque la pré-accentuation classique produit des résultats irréalisables. Une réduction substantielle des artefacts de fantôme provenant de l'imagerie par écho-plan est observée, y compris une réduction moyenne de 77 % de l'amplitude des fantômes dans des fantômes. Conclusions Ce travail démontre l'optimisation numérique des formes d'onde de gradient, offrant une qualité d'image considérablement améliorée lorsqu'un modèle pour les imperfections du système est fourni. Bien que la méthode telle qu'elle est mise en œuvre ait une flexibilité limitée, elle pourrait permettre une utilisation plus efficace du matériel et pourrait s'avérer particulièrement importante pour maximiser les performances des systèmes à coût réduit.