Experimental demonstration of a mu=-1 metamaterial lens for magnetic resonance imaging
在这项工作中，mu=-1的超材料（MM）透镜的磁共振成像（MRI）的证明。MRI使用表面线圈来检测由成像对象中的核自旋吸收和发射的射频（RF）能量。所提出的MM透镜操纵由这些表面线圈检测到的RF场，使得线圈灵敏度和空间定位得到实质性改善。除了这个特定的应用，我们认为，报告的结果是一个新的概念，在MRI中的RF场的操纵，这铺平了道路，许多其他有趣的应用实验确认。
2008-10-09 physics.med-ph
Enhancement of magnetic resonance imaging with metasurfaces
磁共振成像（MRI）是诊断医学、生物学和神经科学的基础技术。这种成像方法是高度创新的，非侵入性的，其影响不断增长。它可以用于测量增强神经活动后大脑的变化，检测组织中的早期癌细胞，以及用于纳米级生物结构成像，并控制流体动力学，并且它可以有益于心血管成像。MRI性能的特征在于信噪比，但空间分辨率和图像对比度在很大程度上取决于扫描仪设计。在这里，我们揭示了如何有效地利用元表面的独特属性，大幅提高MRI的效率。我们采用了一个超颖表面的磁共振成像扫描仪内放置在一个对象的导线阵列，并证明了一个巨大的增强磁场的亚波长近场操纵的超颖表面，从而大大提高了扫描仪的灵敏度，信噪比，和图像分辨率。我们通过实验证明了商用MRI扫描仪和生物组织样本的这种效果。我们的研究结果证实了测量和模拟的超表面谐振器的特性，我们的方法可以显着提高广泛使用的低场MRI设备的功能。
2015-07-06 physics.med-ph
Off-resonance artifact correction for magnetic resonance imaging: a review
在磁共振成像（MRI）中，用于成像的主磁场的不均匀性（称为非共振）可能导致图像伪影，范围从轻度到严重，具体取决于应用。非共振伪影（如信号丢失、几何失真和模糊）会影响MR图像的临床和科学应用。在这篇综述中，我们描述了MRI中的非共振来源，非共振如何影响图像，以及预防和纠正非共振的策略。考虑到低场和/或便携式MRI的最新进展和巨大潜力，我们还强调了低场成像在非共振方面的优势和挑战。
2022-09-14 eess.IV physics.med-ph
Image acceleration in parallel magnetic resonance imaging by means of metamaterial magnetoinductive lenses
并行磁共振成像（MRI）是一种利用阵列中线圈的视场（FOV）定位的图像加速技术。在这封信中，我们表明，超材料透镜的电容加载环的基础上，可以提供更高的本地化的FOV。系统地分析了几种透镜设计，以找到提供更高信噪比的结构。磁感应（MI）透镜被认为是最佳的结构，并开发了一个实验来证明它。制造的MI透镜的能力，以加速图像的MRI社区中已知的参数作为g因子的装置进行量化。
2011-12-10 physics.med-ph
Development of a Method for Tissue Elasticity Imaging Using Tagged Magnetic Resonance Imaging
本研究的目的是开发一种利用标记磁共振成像（MRI）进行组织弹性成像的方法。首先，我们开发了一种循环压力装置，该装置使用空气远程传输动力以在物体中产生循环变形。通过MRI兼容的力传感器测量循环压力器械引起的压力。其次，我们开发了一个软件来计算杨氏模量标记的MRI数据使用谐波相位（HARP）方法和有限元法（FEM）。我们还开发了一个软件，从标记的MRI数据中提取标记交叉点。最后，我们评估了我们的方法的有用性，使用三个均匀的硅凝胶phantomenum与不同程度的刚度与杨氏模量测量的材料试验机相比。MRI兼容力传感器测量的压力数据的变异系数在5%以内，表明我们的循环压力装置产生的压力的再现性良好。通过材料试验机、HARP方法和FEM获得的杨氏模量随着体模刚度的增加而增加。三种方法之间有较好的一致性。这些结果表明，我们的方法是有用的组织弹性成像和量化的硬度组织。
2020-02-06 physics.med-ph
Synchronous functional magnetic resonance eye imaging, video ophthalmoscopy, and eye surface imaging reveal the human brain and eye pulsation mechanisms
本研究构建同步FEC、MRcVO与fMREye多模态成像系统，证实人眼存在血管运动、呼吸和心脏三种搏动机制，并以呼吸搏动最强。
2023-04-25 physics.med-ph
Direct Imaging of Radio-Frequency Modes via Traveling Wave Magnetic Resonance Imaging
本文介绍了一种基于行波磁共振成像（MRI）的超高场（> 7 T）下金属-电介质结构中射频磁场分布的直接二维和三维成像实验方法。典型的装置将包括超高场全身或小孔径MRI扫描仪、填充有具有预定义的电和磁特性的MRI有源介质的波导元件以及TW射频发射-接收探头。我们通过在16.4 T小口径MRI扫描仪中获得填充去离子水的圆波导射频模式的磁场分布的TW磁共振（MR）图像来验证该技术，并将MR图像与数值模拟进行比较。我们的MRI技术开辟了一种实用的非扰动方式，用于对插入有电介质物体的各种形状的金属波导（包括波导模式转换器和Transformers）内部的模式的先前无法访问的射频场分布进行成像。
2016-01-18 physics.ins-det physics.med-ph
Magnetic Resonance Imaging with a Dielectric Lens
近年来，超材料被用于改善磁共振图像的信噪比（SNR），取得了很好的效果。然而，聚合物在磁共振成像中产生高质量图像的用途尚未得到充分研究。这些研究探索了使用介质周期性阵列作为透镜，以提高单表面线圈产生的图像SNR。商业聚碳酸酯玻璃片与圆形线圈一起使用，以在临床MR成像仪上在3特斯拉下生成体模图像。
2009-11-20 physics.ins-det physics.med-ph
Sliding window and compressive sensing for low-field dynamic magnetic resonance imaging
我们描述了一种用于动态磁共振成像（MRI）中的图像重建的采集/处理过程。该方法需要滑动窗口记录一组轨迹在k空间，标准正则化重建的对象和压缩感知的估计恢复图像残差。我们验证了这种方法在特定的模拟实验的情况下，在真实测量的情况下，我们表明，即使在通过低场扫描仪获得的数据的情况下，该程序是可靠的。
2014-02-11 cs.CE physics.med-ph
Geometric optimal control of the contrast imaging problem in Nuclear Magnetic Resonance
本文的目的是介绍分析核磁共振中对比成像问题的工具。最佳轨迹可以选择极值解决方案的庞特里亚金最大值原则适用于这个迈耶型最优问题。这样的轨迹与使转移时间极值化的问题相关联。因此，最优问题减少到奇异极值和它们的最优状态相关的哈密顿动力学的分析。这通过使用脑脊髓液/水和大脑的灰质/白质的例子来说明。
2012-08-14 physics.med-ph quant-ph
25-Fold Resolution Enhancement of X-ray Microscopy Using Multipixel Ghost Imaging
本文提出将计算鬼成像扩展至X射线多像素鬼成像，结合X射线光刻与计算拼接，在仅1000次实现下将分辨率从500微米提升至约20微米，并实现高分辨率CT重建。
2024-02-07 eess.IV physics.med-ph physics.optics
BPE and computer-extracted parenchymal enhancement for breast cancer risk, response monitoring, and prognosis
Image Sciences Institute, University Medical Center Utrecht（乌得勒支大学医学中心影像科学研究所）
乳腺癌的功能行为-代表潜在的生物学-可以使用MRI进行分析。最广泛使用的乳腺MR成像协议是动态对比增强T1加权成像。由于造影剂从渗漏的血管渗漏到间质空间中，因此在动态对比增强的MR成像上癌症增强。造影剂随后泄漏回血管空间，产生冲洗效应。正常乳腺实质组织也可增强。这种增强通常随着时间的推移而增加。通常，放射科医生使用乳腺成像报告和数据系统（BI-RADS）评估这种背景实质增强（BPE）。根据BI-RADS，BPE是指增强的体积和增强的强度，并分为四个增量类别：最小，轻度，中度和显著。研究人员已经开发出半自动和自动方法来从MR图像中提取BPE的属性。为了清楚起见，在本大纲中，BI-RADS定义将被称为BPE，而计算机提取的属性将不被称为BPE。BPE和计算机提取的实质增强特性都与筛查和诊断、激素状态和年龄、乳腺癌发展风险、反应监测和预后有关。
2018-09-14 cs.CV physics.med-ph
Head Coil-Mounted Vision Correction Device for Magnetic Resonance Imaging
California Institute of Technology（加州理工学院）
本文提出一种头戴式磁共振成像视觉矫正装置，用于纠正近视和远视，解决传统头戴护目镜的 ergonomic 问题，并改进头圈-mounted 设计的易用性。
2026-04-04 physics.ins-det physics.med-ph
Magnetic resonance imaging with optical preamplification and detection
磁共振（MR）成像依赖于传统的电子设备，而传统的电子设备越来越受到更强磁场和更高通道数的挑战。这些问题可以通过利用光学技术来避免。作为标准的低噪声磁共振成像的替代品，我们已经实施了一种新的转导原理，该原理将MR信号上转换到光域，并在临床3 T扫描仪中成像体模，其信噪比与经典感应检测相当。
2019-06-19 physics.app-ph physics.ins-det physics.med-ph
Molecular imaging by optically-detected electron spin resonance of nitrogen-vacancies in nanodiamond
分子成像是指一类非侵入性的生物医学成像技术，具有灵敏度和特异性，以成像生物体内的生化变化。理想的分子成像技术根据一系列标准使生化靶标可视化，所述标准包括高空间和时间分辨率、相对于非靶组织的高对比度、不依赖于深度地穿透到组织中、对所研究的生物体没有伤害以及低成本。因为没有现有的分子成像模式是理想的所有目的，需要新的成像方法。在这里，我们展示了一种新的分子成像方法，称为纳米金刚石成像，使用含有氮空位（NV）的色中心作为成像剂的纳米金刚石，和图像的纳米金刚石目标在一块鸡胸肉。纳米金刚石可以用生物活性分子标记，使它们与特定受体结合;然后可以通过光学检测的NV磁共振在体内定量它们的分布。实际上，我们正在展示光学检测功能电子自旋共振成像，OD-f-ESRI。通过将光学检测与磁共振相结合，纳米金刚石成像实现了高灵敏度和高空间分辨率。它没有电离辐射的并发症，成本与全光学成像相似。由于纳米金刚石成像受光学穿透到组织中的深度限制为几厘米的深度，因此纳米金刚石成像应为不需要高深度穿透的应用开辟新的研究途径，例如小动物成像、肿瘤边缘成像、前哨淋巴结映射以及可能的乳房X线摄影。
2012-12-11 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
Designing a Self-Decoupled 16 Channel Transmitter for Human Brain Magnetic Resonance Imaging at 447MHz
发射器阵列在超高场磁共振成像（MRI）中起着至关重要的作用，特别是考虑到通过并行传输（pTx）技术所带来的优势。传统上，发射阵列的设计和构造中的挑战之一是找到用于使发射阵列的元件解耦的有效策略。在这里，我们提出了第一个自去耦，基于环路的发射阵列在10.5T /447 MHz的人脑MRI的设计。我们证明，使用全波电磁仿真，有效的去耦的发射元件，而不需要传统的重叠或电感去耦技术。
2021-03-20 cs.SY eess.SY physics.med-ph
Clinically Deployed Distributed Magnetic Resonance Imaging Reconstruction: Application to Pediatric Knee Imaging
Intel Labs（英特尔实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Stanford University（斯坦福大学）
磁共振成像能够在没有电离辐射的情况下产生体积图像。尽管如此，长期的收购导致了令人望而却步的长期考试。压缩感测（CS）可以通过子采样实现更快的扫描，同时减少伪影。然而，CS需要显着更高的重建计算，从而将当前的临床应用限制为2D/3D或有限分辨率动态成像。在这里，我们分析的实际限制T2洗牌，四维CS为基础的收购，它提供了清晰的三维各向同性分辨率和多对比度图像在一个单一的扫描。我们对单个机器上的流水线的改进提供了3倍的整体重建加速，这使我们能够添加算法更改以提高图像质量。使用四台机器，我们通过分布式并行化实现了额外的2.1倍改进。我们的解决方案在4节点集群上将医院的重建时间缩短到90秒，从而使其能够在临床上使用。为了理解扩展此应用程序的含义，我们模拟了使用医院中典型的多扫描仪设置运行重建。
2018-09-11 cs.CV cs.DC physics.med-ph
Distinguishing between paediatric brain tumour types using multi-parametric magnetic resonance imaging and machine learning: a multi-site study
儿科脑肿瘤的成像和随后的准确诊断提出了放射学挑战，磁共振成像在提供肿瘤特异性成像信息方面发挥着关键作用。弥散加权和灌注成像通常用于辅助儿科脑肿瘤的非侵入性诊断，但通常由专家定性评价。定量研究多为单中心、单模式研究。这项工作的目的是将多中心扩散和灌注成像与机器学习相结合，以开发基于机器学习的分类器来区分三种常见的儿科肿瘤类型。结果表明，肿瘤和全脑的扩散和灌注加权成像提供了肿瘤类型之间不同的显著特征，并且结合这些特征可以获得预测精度超过80%的最佳机器学习分类器。这项工作代表了向前迈出的一步，以帮助非侵入性诊断儿科脑肿瘤，使用先进的临床成像。
2019-10-21 eess.IV physics.med-ph q-bio.QM
Dynamic particle enhancement in limited-view optoacoustic tomography
有限视图伪影通常存在于光声断层成像图像中，主要是由于成像系统施加的实际几何和物理约束以及有限的光穿透到大的光学不透明样品中。在此，提出了一种新的方法，称为动态粒子增强光声层析成像（DPOT），以提高图像的对比度和可见性的光声图像在有限的视图场景。该方法基于表示稀疏分布的移动粒子的层析重建的时间序列的非线性组合。我们通过动态成像悬浮微球在三维空间中的流动来展示实验性能，这显示了DPOT在活体血管造影成像中的应用前景。
2015-12-10 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
In-vivo magnetic resonance imaging of hyperpolarized silicon particles
硅基微米和纳米颗粒由于其生物相容性和体内生物降解性以及灵活的表面化学特性（允许药物负载、功能化和靶向）而在广泛的生物医学应用中获得了普及。在这里，我们报告直接在体内成像的超极化29硅核硅微粒的MRI。硅的天然物理性质为动态核极化（DNP）、极长的去极化时间、对体内环境或颗粒翻滚的不敏感性以及有利于功能化的表面提供表面电子状态。潜在的应用胃肠道，血管内，肿瘤灌注成像在亚皮摩尔浓度。这些结果证明了一种新的无背景成像模式，适用于一系列廉价，易得，生物相容性Si颗粒。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.med-ph
Parallel Magnetic Resonance Imaging
本文探讨了并行磁共振成像在图像重建中的应用，通过逆问题视角分析，介绍了正则化、离散化和迭代重建等基本概念，并讨论了自校准算法、近似理论及压缩感知的结合。
2015-07-17 cs.CV cs.NA math.NA
Autofocusing+: Noise-Resilient Motion Correction in Magnetic Resonance Imaging
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
由运动伪影引起的图像损坏是磁共振成像（MRI）中的一个根深蒂固的问题。在这项工作中，我们提出了一个基于神经网络的正则化项来增强自动聚焦，这是一种经典的基于优化的方法来去除运动伪影。该方法兼顾了两个方面：基于优化的例程迭代执行盲降级，基于深度学习的先验惩罚不切实际的降级并加快收敛速度。我们验证了三种模型的运动轨迹的方法，使用合成和真实的噪声数据。该方法证明了对噪声和解剖结构变化的弹性，优于最先进的降级方法。
2022-03-10 cs.AI cs.CV eess.IV
