Motion artifact reduction techniques in magnetic resonance imaging

Abstract

Özet MANYETİK REZONANS GÖRÜNTÜLEMEDE KIPIRTI BOZUKLUKLARININ GİDERİLME YÖNTEMLERİ Ergin Atalar Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinde Doktora Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Levent Onural Temmuz 1991 Manyetik rezonans görüntülemede, görüntülenen cismin dönme ve genişleyip daralma hareketlerinin toplanan verilerin evre ve genliklerinde bozukluklara ve Fourier dönüşüm düzlemindeki örneklerin istenenden farklı yerlere alınmasına neden olduğu gösterilmiştir. Gerekli düzeltmeler yapılmazsa görüntülerde `kıpırtı bozuklukları` oluşur. Hareket ile bozukluklar arasındaki matematiksel ilişkiler verilmiştir. Cismin nasıl kıpırdadığı tam olarak biliniyorsa, net görüntülerin elde edilmesi mümkündür. Önerilen yöntemde, elde edilen verilerden ya da doğrudan ölçümlerden cismin hareketi kestirilir. Bu kestirim sonuçlarını ve bilmen hareket-bozulma ilişkisini kullanarak evre ve genliklerdeki hatalar düzeltilir. Fourier düzleminde ölçümlerle elde edilmiş örnekler kullanılarak tekil değer ayrışımı yöntemi ile düzgün aralıklı yerleşik yeni örnekler hesaplanır. Son olarak da bu hesaplanan değerlerin ters Fourier dönüşümü alınarak bozukluğu giderilmiş görüntü elde edilir. Önerilen yöntem benzetim ile elde edilmiş veriler kullanılarak denenmiştir. Yukarıda belirtilen hareket kestirimi için de iki yöntem önerilmiş ve denemiştir. Bunlardan ilki bir tekrarlamak görüntü onarım yöntemidir, ikincisi ise yönlendirici yankı (navigator echo) kullanılarak kıpırdama miktarının bulunması ilkesine dayanmaktadır. Anahtar sözcükler: Manyetik Rezonans Görüntüleme, Manyetik Rezonans Görüntülemede Kıpırtı Etkilerinin Giderilmesi, Görüntü Bozuklukları 11

Abstract MOTION ARTIFACT REDUCTION TECHNIQUES IN MAGNETIC RESONANCE IMAGING Ergin Atalar Ph. D. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Levent Onural July 1991 It is shown that the expansion/shrinkage and rotational motions of the body cause phase and amplitude distortions and non-rectangular sampling over the ^-domain. If these distortions are not compensated then the reconstructed image will suffer from `the motion artifact`. The mathematical relation between motion and motion artifact is given. If the motion of the body is known, it is possible to obtain motion artifact free images. The motion is estimated either by using the information in the acquired data or by direct measurement. These estimates and the relation between motion and artifact are used to compensate the phase and amplitude distortions. Using the non-rectangular samples over the A:-domain the rectangular samples are obtain by the aid of the singular value decomposition method. And finally, the inverse Fourier transform of these calculated samples gives the motion artifact free image. The proposed method is tested by simulations. For the estimation of the motion, two methods are proposed and tested. The first method is an iterative image reconstruction method. The second one uses the navigator echoes to obtain the amount of motion. Keywords: Magnetic Resonance Imaging, Motion Artifact Reduction in MRI, Respiratory Motion Artifact,