利用时空编码获得不均匀磁场下高质量单扫描MRI图像新方法

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11474236
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    96.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2002.凝聚态物质力热光电性质
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Magnetic resonance imaging (MRI) is a non-invasive detection tool which plays an important role in biomedicine. How to fast achieve high-quality MRI images has been one of the frontier research topics. Currently, echo planar imaging (EPI) is the most commonly used fast MRI technique. However, EPI images are easily distorted in the presence of inhomogeneous fields, and have relatively low resolution and signal-to-noise ratio. Compared to EPI, the newly-developed spatiotemporal encoding MRI technique has better immunity to inhomogeneous fields. In this project, we will explore novel single-scan MRI methods suitable for the environment of inhomogeneous fields based on the spatiotemporal encoding technique. We will systematically investigate the characteristics of spatiotemporally encoded MRI technique and deeply analyze the main factors influencing the resolution and the signal-to-noise ratio of resulting images and causing image distortion in inhomogeneous fields. Based on the above knowledge, we will design new single-scan spatiotemporally encoded MRI pulse sequences, in combination with selective excitation and nonlinear acquisition, etc.; we will develop corresponding super-resolved reconstruction algorithms based on signal processing techniques such as compressed sensing, and set up referenceless image distortion correction method to efficiently improve the image quality. The new methods we establish will be capable of fast achieving high-quality single-scan MRI images in inhomogeneous fields. The achievements would promote the application of MRI in biomedicine.
磁共振成像(MRI)作为一种无创的检测手段在生物医学领域发挥着重要的作用。如何快速获得高质量的图像是MRI研究的前沿课题之一。单扫描回波平面成像是目前最常用的快速MRI技术,然而其图像易受不均匀磁场的影响而发生畸变,且分辨率和信噪比较差。本项目拟基于新近发展起来的时空编码成像技术对不均匀磁场较好的抵抗性,研究适用于不均匀磁场环境的单扫描MRI新方法。我们将系统研究时空编码MRI的技术特点,深入分析不均匀磁场下影响时空编码MRI图像分辨率和信噪比以及引起图像畸变的主要因素;结合选择激发和非线性采样等技术,设计新型单扫描时空编码MRI序列;利用压缩感知等信号处理技术实现图像的超分辨率重建,建立无参考扫描图像畸变校正方法。综合以上工作有效提高不均匀磁场下单扫描时空编码MRI图像质量,从而建立一套能够在不均匀磁场下快速获得高质量单扫描MRI图像的新方法,促进MRI在生物医学领域的应用。

结项摘要

磁共振成像(MRI)作为一种无创的检测手段在生物医学领域发挥着重要的作用。如何快速获得高质量的图像是MRI研究的前沿课题之一。单扫描回波平面成像是目前最常用的快速MRI技术,然而其图像易受不均匀磁场的影响而发生畸变,且分辨率和信噪比较差。本项目基于时空编码成像技术对不均匀磁场较好的抵抗性,研究了适用于不均匀磁场环境的单扫描MRI新方法。我们系统研究了时空编码MRI的技术特点,深入分析了不均匀磁场下影响时空编码MRI图像分辨率和信噪比以及引起图像畸变的主要因素;结合选择激发和非线性采样等技术,设计了新型单扫描时空编码MRI序列;利用压缩感知、深度学习等信号处理技术实现了图像的高分辨重建,建立了无参考扫描图像畸变校正方法。本项目所建立的MRI新方法有效提高了不均匀场下单扫描MRI的图像质量,有助于促进MRI在生物医学领域的应用。.在本项目的资助下,我们在磁共振成像领域权威刊物Magnetic Resonance in Medicine和医学图像处理领域权威刊物Medical Image Analysis等杂志上发表了21篇SCI收录的论文,获得了3项中国发明专利和2项软件著作权,部分研究成果参与申报福建省科技进步奖并获得了三等奖。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(3)
Variable density sampling and non-Cartesian super-resolved reconstruction for spatiotemporally encoded single-shot MRI
时空编码单次 MRI 的可变密度采样和非笛卡尔超分辨重建
  • DOI:
    10.1016/j.jmr.2016.08.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Magnetic Resonance
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Chen Lin;Huang Jianpan;Zhang Ting;Li Jing;Cai Congbo;Cai Shuhui
  • 通讯作者:
    Cai Shuhui
Accelerating multi-slice spatiotemporally encoded MRI with simultaneous echo refocusing
通过同时回波重聚焦加速多切片时空编码 MRI
  • DOI:
    10.1016/j.jmr.2018.08.014
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Magnetic Resonance
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Luo Yao;Zhang Jun;Chen Lin;Cai Shuhui;Cai Congbo
  • 通讯作者:
    Cai Congbo
General two-dimensional absorption-mode J-resolved NMR spectroscopy
通用二维吸收模式 J 分辨 NMR 光谱
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.7b02740
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Analytical Chemistry
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Huang Yuqing;Yang Yu;Cai Shuhui;Chen Zhiwei;Zhan Haolin;Li Chen;Tan Chunhua;Chen Zhong
  • 通讯作者:
    Chen Zhong
Changes in brain iron concentration after exposure to high-altitude hypoxia measured by quantitative susceptibility mapping
通过定量磁化率图测量暴露于高原缺氧后脑铁浓度的变化
  • DOI:
    10.1016/j.neuroimage.2016.12.033
  • 发表时间:
    2017-02-15
  • 期刊:
    NEUROIMAGE
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Chen, Lin;Cai, Congbo;Chen, Zhong
  • 通讯作者:
    Chen, Zhong
Investigation of the contribution of total creatine to the CEST Z-spectrum of brain using a knockout mouse model.
使用基因敲除小鼠模型研究总肌酸对大脑 CEST Z 谱的贡献
  • DOI:
    10.1002/nbm.3834
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    NMR in biomedicine
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Chen L;Zeng H;Xu X;Yadav NN;Cai S;Puts NA;Barker PB;Li T;Weiss RG;van Zijl PCM;Xu J
  • 通讯作者:
    Xu J

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核磁共振中分子间多量子相干及其应用
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单扫描高保真重叠回波分离多参数定量磁共振成像新方法
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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