MR görüntülemede kartezyen olmayan yörüngelerle K-Uzayının 3 boyutlu örneklenmesi
3D sampling of K-Space with Non-Cartesian Trajectories in MR Imaging
Yazar: Dündar, Mehmet Sait; Yılmaz, Bülent
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 40 No. 2, 2023
Anahtar kelimeler: Image Processing ; Görüntü İşleme ; Biomedical Imaging ; Biyomedikal Görüntüleme ; MRG,k-uzayı,kartezyen olmayan,iç-içe kabuk,yörünge ; MRI,k-space,non-cartesian,trajectory,concentric shell

Çağdaş Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) tekniklerinde, veri akuzisyonu genellikle iki boyutlu kartezyen örnekleme ile gerçekleştirilmektedir. Ancak, bu örnekleme yöntemi, kesitler arasında boşluklar gibi bazı sorunlara neden olabilmektedir. Üç boyutlu akuzisyon, Radyo Frekansı (RF) pulsu ile görüntülenecek olan tüm hacmin uyarılmasını ve elde edilen sinyallerin üç boyutlu k-uzayına örneklenmesini kapsamaktadır. Bu örnekleme yöntemi, kartezyen koordinatlara sahip olabileceği gibi, zaman açısından daha verimli olduğundan genellikle kartezyen olmayan yörüngelerle de gerçekleştirilmektedir.Bu araştırmada, kartezyen olmayan iç içe kabuk yörüngeleri kullanılarak üç boyutlu k-uzayını örnekleyen yenilikçi bir MR sekansı geliştirilmiştir. Bu örnekleme yöntemi, farklı yarıçaplı 32 adet iç içe kabuktan oluşmakta ve veri akuzisyon hızını artırmak için az-örnekleme tekniği de uygulanmaktadır. Geliştirilen MR sekansı, aynı merkezli kabukların oluşturduğu iç içe yapı ile üç boyutlu k-uzayını etkin bir şekilde doldurabilme yeteneğine sahiptir. Bu sekans, MRG simülasyonlarına tabi tutularak başarılı bir şekilde test edilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen sekansın, üç boyutlu akuzisyonu bir saniyeden daha kısa sürede tamamlayarak k-uzayını doldurabilme kabiliyetine sahip olduğu gösterilmiştir. Bu bulgular, MRG alanındaki mevcut uygulamalara yenilikçi bir alternatif sunmakta ve bu alandaki araştırmaları ileriye taşımaktadır.

In contemporary Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniques, data acquisition is predominantly conducted through two-dimensional Cartesian sampling. However, this sampling method can lead to issues such as gaps between slices. Three-dimensional acquisition involves stimulating the entire volume to be imaged with a Radio Frequency (RF) pulse and mapping the received signals onto a three-dimensional k-space. This sampling can be performed using Cartesian coordinates, but non-Cartesian trajectories are often preferred for their time efficiency.In this study, an innovative MRI sequence that samples the three-dimensional k-space using non-Cartesian concentric shell trajectories has been developed. This sampling method comprises 32 concentric shells of varying radii and incorporates undersampling techniques to enhance data acquisition speed. The developed MRI sequence is capable of efficiently filling the three-dimensional k-space with its concentric shell structure. This sequence has been subjected to MRI simulations and successfully tested. Consequently, a sequence capable of completing three-dimensional acquisition in less than one second, effectively filling the k-space, has been successfully developed. These findings offer an innovative alternative to current practices in MRI and advance research in this field.