Multi-band SENSE —磁共振多層同時成像

jazzwong 2016-07-27

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成像速度的提升一直是磁共振追求的目標(biāo)。

飛利浦率先于1999年推出業(yè)界第一個并行成像技術(shù)—SENSE。隨后經(jīng)過幾年的發(fā)展，磁共振由此進(jìn)入了并行成像的時代。飛利浦在SENSE技術(shù)方面始終保持業(yè)界領(lǐng)先的地位，并將應(yīng)用此技術(shù)于磁共振波譜成像。

MB SENSE 加快采集速度的同時

幾乎不降低信噪比

傳統(tǒng)的并行加速技術(shù)如SENSE和GRAPPA由于欠采樣，重建后圖像的信噪比會隨著加速因子的增加而降低。2015年上半年，飛利浦在業(yè)界率先獲得Multi-Band SENSE（簡稱MB SENSE）的FDA 許可。

MB SENSE利用特殊的射頻脈沖同時對多個層面進(jìn)行激發(fā)，由于并沒有降低采樣數(shù)量，在顯著降低掃描時間的同時幾乎不降低信噪比。正如CT由單排發(fā)展到多排，MB SENSE實(shí)現(xiàn)了磁共振從單層到多層的飛躍，是磁共振發(fā)展史上里程碑式的創(chuàng)新技術(shù)。

MB SENSE: 多層同時激發(fā)+SENSE重建

MB SENSE的實(shí)現(xiàn)分兩步：1. 多層同時激發(fā)：舉例：當(dāng)加速因子為2時，將射頻脈沖1和2交替用來激發(fā)兩個層面，使得他們具有不同的相位（0?，180?）。2. SENSE重建：利用線圈單元的敏感度信息將采集到混疊的圖像分離。之前的B0預(yù)掃描的信息可用于減少層面間相互干擾所產(chǎn)生的偽影。

DNA架構(gòu)降低SAR值，提高掃描安全性

特別吸收率（SAR)最大值隨著射頻脈沖同時激發(fā)層面數(shù)增加而上升，這不僅影響MB SENSE使用更高的加速因子，且被掃描者可能會出現(xiàn)局部的灼熱感及體內(nèi)溫度上升。飛利浦MB SENSE基于DNA全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過降低射頻最小駐留時間實(shí)現(xiàn)脈沖優(yōu)化，最終降低SAR值提高掃描的的安全性。此外飛利浦獨(dú)有的四維多源發(fā)射和側(cè)邊優(yōu)化射頻脈沖可以進(jìn)一步降低SAR值。

目前飛利浦產(chǎn)品版Multi-band SENSE提供以下兩個應(yīng)用：

應(yīng)用一：彌散成像——速度與質(zhì)量的完美結(jié)合

隨著硬軟件技術(shù)的發(fā)展，多種彌散高級模型被提出以滿足不同的臨床科研需求，例如DKI， DSI， IVIM， HARDI，NODDI等。這些模型往往要求采集更多或高的b值和梯度方向，導(dǎo)致掃描時間大幅度增加。例如：使用傳統(tǒng)的方法HARDI要掃描30分鐘甚至更長，使用了四倍加速的MB SENSE后，掃描時間降低到僅7分半鐘而信噪比幾乎不受影響。MB SENSE技術(shù)的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了速度與質(zhì)量的完美結(jié)合，將極大地推動高級彌散模型的發(fā)展和應(yīng)用。

應(yīng)用二：腦功能成像——捕捉更多fMRI信號

fMRI對磁共振速度、精度和穩(wěn)定性要求很高，常規(guī)的并行采集技術(shù)若實(shí)現(xiàn)全腦覆蓋TR時間通常在兩秒以上，難以同時保證高的時間和空間分辨率。而MB SENSE則魚于熊掌兼得：最高可實(shí)現(xiàn)八倍加速，將TR降低到0.5秒以下從而通過捕捉更多的fMRI信號響應(yīng)，顯著提高fMRI信號的靈敏性和特異性，最終提升靜息態(tài)fMRI腦連接圖的質(zhì)量。

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