Super-resolution estimation of quantitative MRI parameters

Datum: 6 september 2016

Locatie: UAntwerpen, Campus Drie Eiken, Promotiezaal Q0.02 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Fysica

Promovendus: Gwendolyn Van Steenkiste

Promotor: J. Sijbers, B. Jeurissen & D. Poot

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Gwendolyn Van Steenkiste - Faculteit Wetenschappen, Departement Fysica



Abstract

Magnetische resonantie beeldvorming (MRI) is een veelzijdige niet-invasieve beeldvormingstechniek. De signaalintensiteit in een MRI beeld heeft geen kwantitatieve betekenis. Uit een set van MRI beelden kunnen echter wel kwantitatieve parameters geschat worden. Deze parameters leveren biomarkers op die gebruikt kunnen worden om verschillende pathologische aandoeningen te identificeren. Hoewel kwantitatieve MRI (qMRI) vele toepassingen kent, worden zij zelden gebruikt in de klinische praktijk. De vereiste data opnemen duurt lang, waardoor het voor de patiënt oncomfortabel wordt om zo lang stil te liggen. Hierdoor verhoogt de kans dat de patiënt beweegt en men onnauwkeurige metingen krijgt. Daarenboven bevat elk MRI beeld ruis, i.e. random variaties in het signaal. De juistheid van de metingen schaalt lineair met de signaalruisverhouding (SNR). Bovendien, moet de SNR hoog genoeg zijn om het signaal te kunnen onderscheiden van de ruis. De SNR kan verhoogd worden door ieder beeld meerdere keren op te nemen en het signaal uit te middelen. Hierdoor wordt de scantijd nog langer. Daarom worden MRI beelden vaak opgenomen met een lage spatiële resolutie. Enerzijds hebben deze beelden een hogere SNR omdat het signaal lineair schaalt met de voxelgrootte, anderzijds zullen door de lage resolutie meer partieel volume-effecten voorkomen waardoor smalle anatomische structuren niet zichtbaar zijn.

Recent werk toonde aan dat de afweging tussen de spatiële resolutie, SNR en scantijd verbeterd kan worden door superresolutie reconstructie (SRR) toe te passen. In SRR wordt een beeld met hoge resolutie geschat wordt uit een opgenomen set van beelden met lage resolutie. Bestaande SRR technieken nemen echter het kwantitatieve parametermodel niet in rekening. De doelstelling van deze thesis is om SRR technieken te ontwikkelen voor twee verschillende qMRI technieken: T1 mapping en diffusie tensor beeldvorming. De voorgestelde methoden laten toe om de spatiële resolutie van parametermappen substantieel te verhogen, waarbij een klinisch haalbare scantijd wordt gerespecteerd en zonder verlies van juistheid en accuraatheid van de geschatte parameters. Dankzij kwantitatieve studies van het brein met een hoge resolutie kunnen de veranderingen in de biomarkers beter geïdentificeerd worden. Hierdoor kunnen we zowel de kennis van het brein als de diagnose van pathologische aandoeningen verbeteren.



Url: https://www.uantwerpen.be/nl/faculteiten/faculteit-wetenschappen/