MRISim:磁共振成像仿真实验软件包

本文基于数值计算模拟技术,开发了模拟磁共振成像（MRI）数据采集与图像重建的仿真软件包——MRISim.虚拟数据采集部分通过对设备硬件、样品（标样或人体部位）进行物理数学建模后,构建原始模拟信号,并填充k空间,然后再基于k空间数据实现磁共振图像重建.该软件可以通过参数的任意调节对影响磁共振图像质量的因素进行可视化分析,包括11种常见伪影的特征和成因分析.我们的研究表明应用该仿真软件可以弥补台式MRI扫描仪价格昂贵、实验时间长等不足之处,实现对相关科技人员的批量化、规模化的实践操作培训.     

全开放式单边核磁共振探测器及其应用

全开放式单边核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)系统具有成本低、易便携、可实时无损检测等特点.该文介绍了单边NMR探测器的发展,重点以德国亚琛工业大学Blumich教授团队研发的NMR-MOUSE(NMR mobile universal surface explorer)探测器为例,详细讨论了其硬件结构,探讨了单边NMR的测量方法,最后介绍了单边NMR探测器在波谱分析和生物医学等领域中的应用.     

全开放式单边核磁共振技术研究及系统开发

为了在单边磁体产生的逸散磁场中实现核磁共振技术,信号检测深度能满足相关应用需求,该文分析了非均匀磁场下的核磁共振技术条件,确定射频场目标,设计了单边平面射频线圈和探头,搭建出一套单边核磁共振实验系统.探头具有短脉宽(90°脉宽2.5μs),系统死时间短(10μs)的特点,可实现15μs的半回波时间.应用该系统,在15.3 T/m的巨大梯度磁场下,实现接近5 mm厚度的信号检测,并利用单边磁体的自然梯度磁场,开展了恒定梯度磁场下的扩散测量方法探索.结果表明,该系统可满足需要一定探测深度的领域的应用需求.     

高性能核磁共振弛豫分析仪匀场系统的设计与实现

磁场的高均匀性是高性能核磁共振弛豫分析仪实现短弛豫时间样品和微弱信号核磁共振（NMR）检测的基本保障.该文以0.45 T双极型永磁体作为设计核心部件,在大范围磁体空间-25.4 mm球空间（DSV）内,基于目标场法设计了X、Y、Z、XY、XZ、YZ、Z²共7组有源匀场线圈,根据线圈供电要求,设计了可编程恒流电源,搭建了可用于高性能核磁共振弛豫分析仪磁体的有源匀场系统,介绍了系统的基本结构、设计过程及匀场方法.实验测试结果验证了大范围磁体空间内该匀场系统的实用性.     

基于AI+MRI的影像诊断的样本增广与批量标注方法

训练样本是所有领域人工智能（AI）研发的关键因素.目前，基于人工智能+磁共振成像（AI+MRI）的影像诊断存在着训练样本的有效标注数量和类型无法满足研发需求的瓶颈问题.本文利用临床MRI设备对志愿者或阳性病例进行正常或重点病灶区的定量扫描，获取高分辨率各向同性的纵向弛豫时间（T₁）、横向弛豫时间（T₂）、质子密度（Pd）和表观扩散系数（ADC）等物理信息的多维数据矩阵，作为原始数据.开发虚拟MRI技术平台，对原始数据（相当于数字人体样本）进行虚拟扫描，实现不同序列不同参数下的多种类磁共振图像输出.选择感兴趣组织具有最好边界区分度的图像种类，经有经验的影像医生对其进行手动勾画并轨迹跟踪形成三维MASK标注矩阵，作为其他种类图像的图像勾画标注模板，从而实现低成本、高效率的MRI样本增广和批量标注.该平台以临床少量阳性病例作为输入，进行样本增广和标注，极大地减少AI对实际扫描样本的要求，降低了影像医生的精力和时间投入，极大地节省了成本，并输出了数量足够的磁共振图像，为基于AI+MRI的影像诊断研发提供低成本的训练数据解决方案.     

MRISim:磁共振成像仿真实验软件包（英文）

本文基于数值计算模拟技术,开发了模拟磁共振成像(MRI)数据采集与图像重建的仿真软件包——MRISim.虚拟数据采集部分通过对设备硬件、样品(标样或人体部位)进行物理数学建模后,构建原始模拟信号,并填充k空间,然后再基于k空间数据实现磁共振图像重建.该软件可以通过参数的任意调节对影响磁共振图像质量的因素进行可视化分析,包括11种常见伪影的特征和成因分析.我们的研究表明应用该仿真软件可以弥补台式MRI扫描仪价格昂贵、实验时间长等不足之处,实现对相关科技人员的批量化、规模化的实践操作培训.