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在众多的超快速成像方法中,单扫描平面回波成像(echo planar imaging,EPI),因其在速度和分辨率方面的突出表现,成为最受欢迎的成像方法之一。然而,EPI图像容易受到B0场不均匀和单次k空间采样中相位误差累积的影响而出现严重的几何形状畸变。最近以色列威兹曼研究所的Frydman小组提出了一种基于线性扫频激发的时空编码(spatiotemporally encoded,SPEN)磁共振成像方法,该方法可以减弱EPI因非均匀场引起的伪影与图像畸变。本文首先基于SPEN成像方法的特点提出了两种小视野(reduced field-of-view, rFOV)成像方法,然后基于正交时空编码(biaxial spafiotemporal encoded,bi-SPEN)成像方法的特点提出了一种无需额外B0场图扫描的图像畸变校正方法。主要的研究内容归纳如下: 一、SPEN成像中的静态相位点赋予了SPEN方法特有的rFOV成像能力。本文提出了一种基于灵活解码的rFOV成像方法,并展示了SPEN方法在rFOV成像方面的优势。该rFOV方法分别采用水模型实验和活体大鼠实验中进行验证,并且与正交激励的EPI成像结果进行比较。通过对比可以发现本文提出的rFOV方法在选择合适的实验参数时可以获得比EPI图像更好的信噪比(signal-to-noiseratio,SNR),并且在大鼠心脏实验中给出更好的图像质量。该方法还可以在单次激发下获得多个分立区域的rFOV图像,且图像的空间分辨率也得到了提高。 二、chirp脉冲的边带选择特性赋予了SPEN方法另一种rFOV成像的能力。在激发阶段我们通过幅值调制的chirp脉冲有选择地激发位于一个或者多个感兴趣区域(region-of-interest,ROI)内的质子自旋来实现感兴趣区域的rFOV成像,并采用傅里叶变换对SPEN数据进行高分辨重建。我们对该rFOV成像方法进行了详细的理论推导和说明,并通过水模型和活体大鼠实验进行验证。此外,我们通过点扩散函数对该rFOV成像方法进行了可行性分析。为进一步评估该rFOV成像方法,我们将相应的成像结果与EPI成像结果进行了比较,无论是仿真实验结果还是真实的实验结果都验证了该方法可以在一次激发的情况下对一个或多个ROI进行rFOV成像,并且相应的rFOV图像具有更高的空间分辨率、良好的鲁棒性和较少的混叠伪影。该方法有望应用于存在严重磁化率差异部位的磁共振成像,并且可对多个分立区域同时进行成像,大大提高成像效率。 三、尽管SPEN方法比EPI具有更好的非均匀场鲁棒性,但是在非均匀场下SPEN图像也会发生畸变。本文提出了bi-SPEN序列,基于该序列开发了一种无需额外B0场图扫描的畸变校正方法。该方法通过对畸变的bi-SPEN图像进行多次迭代重建实现畸变校正。在进行畸变校正前,首先对原始的畸变的bi-SPEN图像进行超分辨重建得到超分辨的bi-SPEN图像,然后对超分辨的bi-SPEN图像进行相位解缠绕处理获得相应的B0场图,再对B0场图进行多项式拟合获得相应的磁化率梯度值,最后将磁化率梯度值代入下一次的超分辨重建中,如此多次迭代操作就能对畸变的bi-SPEN图像进行有效的校正。