MR-Physik und Signalverarbeitung
MR Puls-Sequenz-Design
Das Zusammenspiel von elektromagnetischer Hochfrequenzanregung, Magnetfeldgradienten und Gewebeeigenschaften bietet eine Fülle von Bildkontrasten in der Magnetresonanztomographie (MRT) und Spektroskopie. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung von MR-Pulssequenzen, um optimale Kontrast- und Signal-Rausch-Verhältnisse in der kürzestmöglichen Scanzeit zu erreichen. Darüber hinaus erforschen wir neuartige Kontrastmechanismen, die über die derzeit verfügbaren anatomischen und funktionellen Bildgebungskontraste für verschiedene Anwendungen hinausgehen. Zu diesem Zweck setzen wir Computersimulationen und experimentelle Bildgebung ein, um neuartige MR-Sequenzschemata und -methoden zu entwerfen und zu validieren.
Beschleunigte Bildgebung
Der Bildkodierungsprozess in der MRT basiert auf einem sequenziellen spektroskopischen Prinzip. Diese Strategie bietet zwar eine grosse Flexibilität in Bezug auf die erreichbare Auflösung, impliziert jedoch auch einen relativ langsamen Datenerfassungsprozess. Um die MR-Datenerfassung zu beschleunigen, können Daten unterabgetastet werden. Um das daraus resultierende Signal-Aliasing aufzulösen, wird das Konzept der Signaldetektion mit parallelen Empfängern verwendet. Darüber hinaus können Eigenschaften des abzubildenden Objekts genutzt werden, um Unterabtastungsartefakte zu reduzieren. Wir entwerfen, entwickeln und implementieren Unterabtastungsstrategien und geeignete Bildrekonstruktionstechniken, um eine stark beschleunigte Bildgebung zu ermöglichen.
Signalmodellierung und -Korrektur
Das MR-Signal ist von Natur aus schwach und wird durch Rauschen, das von Wärmequellen im abgebildeten Objekt sowie von Objektbewegungen und Systemmängeln herrührt, erheblich in der Bildqualität beeinträchtigt. Wir entwickeln und implementieren modellbasierte Methoden zur Reduzierung von Bildartefakten und Rauschen, um physikalisch und physiologisch aussagekräftiger Parameter des abgebildeten Objekts zu erhalten. Die Arbeit nutzt dabei bekannte und gemessene Informationen hinsichtlich der Objekteigenschaften, einschliesslich grundlegender Beziehungen aus der MR-Physik, der Gewebe- und Strömungsmechanik. Zu diesem Zweck entwickeln wir Ansätze zur Signalmodellierung, -korrektur und -wiederherstellung für eine robuste und genaue quantitative Bildgebung.