Forschung
Erzeugung neuer RF-Pulse für die MR-Spektroskopie
Dies ist laufende Forschung. Das Code-Repository in der aktuellen Form ist hier verfügbar: https://github.com/frank-roesler/Inverse_Bloch
Überblick:
Simultaneous Multi-Slice (SMS) ist eine etablierte Technik in der Magnetresonanztomographie, die es ermöglicht, die Messzeit drastisch zu verkürzen, indem gleichzeitig Bilddaten aus mehreren Schichten im Körper des Patienten aufgenommen werden. Die Nutzung von SMS erfordert die parallele Anregung mehrerer Gewebeschichten mit demselben Hochfrequenz-(RF)-Impuls (die Grundlagen habe ich hier erklärt).
Im verwandten Bereich der Magnetresonanzspektroskopie ist SMS deutlich weniger etabliert, und neue Pulssequenzen befinden sich noch im Forschungsstadium. Ich bin an einem Forschungsprojekt zusammen mit André Döring und Lijing Xin an der EPFL Lausanne beteiligt, das darauf abzielt, SMS zu nutzen, um die Messzeit in der Magnetresonanz-Spektroskopieabbildung zu verbessern. Die Erzeugung von Multischicht-RF-Pulsen in der Spektroskopie ist deutlich komplexer als in der klassischen Bildgebung und erfordert ein sorgfältiges Abwägen verschiedener Einschränkungen.
Zu diesem Zweck habe ich ein Machine-Learning-Werkzeug entwickelt, das mittels Bloch-Simulation RF-Pulse erzeugt, basierend auf einem räumlichen Schichtprofil mit beliebiger Anzahl von Schichten und einer Menge von Randbedingungen. In Experimenten zeigen sich solche Mehrschicht-Pulse in ihrer Datenqualität vergleichbar mit zwei Einzelschicht-Pulsen (deren Messung doppelt so lange dauert).
Die folgende Abbildung zeigt erste Messergebnisse mit einem 4-Schicht-RF-Puls zur Aufnahme eines Kugel-Phantoms. Die oberste Reihe zeigt die Schichten, die mit vier einzelnen Einzelschicht-Pulsen aufgenommen wurden; diese können als Referenz betrachtet werden. Die unterste Reihe zeigt das entsprechende Ergebnis unter Verwendung eines einzigen Pulses, der gleichzeitig vier Schichten anregt. Wie man sieht, stimmen die Ergebnisse gut überein.
