贝思以色列女执事医疗中心提高MRI准确性

挑战

开发一种安全有效的方法来提高MR扫描的分辨率和速度

解决方案

使用图像处理工具箱和其他MathWorks产品开发一种同时访问多个图像组件的技术下载188bet金宝搏

后果

  • 更快、信息量更大的MR扫描
  • 尝试新方法的能力
  • 缩短编程时间

“MATLAB提供了矩阵操作和可视化能力的结合,这是我们成像工作的关键。”

Daniel Sodickson医生,贝思以色列女执事医疗中心
根据MR信号数据重建胸部和腹部的粉碎图像。

医生依靠磁共振扫描获得人体内部的高质量图像。当前的磁共振扫描方法可能耗时且图像不清晰,尤其是在心脏磁共振成像(MRI)和其他患者必须屏住呼吸的扫描中。

贝斯以色列女执事医疗中心(Beth Israel Deaconess Medical Center)开发的一种名为SMASH的成像技术,提高了磁共振扫描的速度和准确性。SMASH使用射频(RF)探测器排列在患者周围,同时访问多个图像组件,使医生能够检查以前不清楚的区域。

Beth Israel使用MATLAB图像处理工具箱,以及其他MathWorks产品在SMASH下载188bet金宝搏的整个开发过程中。贝思以色列女执事医疗中心生物医学成像研究实验室主任Daniel Sodickson博士说:“MATLAB提供了矩阵操作和可视化功能的组合,这是我们成像工作的关键。”。

挑战

Beth Israel研究人员着手开发一种安全、有效的方法来提高MRI分辨率和速度。以前,磁共振信号一次采集一个点和一条线,每条线的数据需要单独应用磁场梯度和射频脉冲。因此,成像速度受到传统扫描仪技术的最大场切换速率的限制。

索迪克森博士的理论是,如果信号是并行采集的,而不是顺序采集的,磁共振成像可以加速。这种方法需要安排多个RF探测器,以便一次获得多行数据。研究人员需要确定使用哪些探测器以及放置在哪里。然后,他们需要从MR扫描仪中提取原始信息,合并来自不同探测器的数据,并重建加速后的图像。

解决方案

Beth Israel团队在MATLAB中开发了子程序来测试他们的SMASH理论。Sodickson说:“在MATLAB中使用线性代数算法使我们能够非常快速地可视化成像过程。”“对我们来说,分解转换并查看每个中间步骤的能力是MATLAB更吸引人的特性之一。”

他们开始通过将扫描仪的原始数据转换成频率分量,模拟从带有一套标准射频检测器的磁共振机器上获得的数据。他们开发了子程序,根据探测器产生的灵敏度模式修改频率数据。

然后他们使用简单的MATLAB算法重建他们的第一张加速图像。“当我们开始可视化这些图像时,图像处理工具箱非常方便,”Sodickson说。“我喜欢接触低级数据和数学。我们不只是在处理图像,还可以进入中间步骤,甚至可以看到我们在生成图像的过程中对数据做了什么。”

利用MATLAB,研究人员开发了一个GUI,让用户模拟不同的探测器布置、几何形状和配置。他们还使用MATLAB构建了其他程序和图形用户界面来重建临床图像,让临床医生以各种方式对成堆的图像进行比较。临床医生还可以改变图像的对比度和亮度——这对核磁共振放射科医生来说是至关重要的一步。

SMASH成像技术已被证明对心脏MRI特别有用,因为快速的心脏和呼吸运动会使成像复杂化。SMASH减少了图像采集时间,最大限度地减少了运动的模糊效果。

研究人员计划使用MATLAB编译器开发并行成像软件的独立版本,以便在临床工作站上运行。

后果

  • 更快、信息量更大的MR扫描. 到目前为止,SMASH成像技术为大多数类型的MR扫描提供了两到五倍的图像采集速度,并为临床医生提供了他们以前无法获得的信息。例如,他们现在可以对快速跳动的心脏拍摄更快的快照,以检测冠状动脉疾病。

  • 尝试新方法的能力Sodickson说:“我们的一些发现是通过MATLAB实现的。MATLAB不仅仅是我们的实现工具。数学可视化的能力帮助我们开发了新的重建算法和方法。”

  • 缩短编程时间.“MathWorks工具为我们节省了大量的开发时间,”Sodickson说。“如果没有MATLAB,我们将不得不手动编写C或c++代码,并使用单独的产品进行可视化。下载188bet金宝搏我们可能需要雇佣其他人来做一些工作。习惯于用C语言编程的人可以用MATLAB编程,只需要做一小部分工作。”