Low-bandwidth image reconstruction for magnetic particle imaging

Manyetik Parçacık Görüntüleme (MPG), kök hücre takibi, anjiyogra fi ve kanser görüntüleme gibi uygulamalara sahip yüksek kontrastlı bir görüntüleme yöntemidir. MPG'de, eksitasyon alanı adında zamanla değişen bir manyetik alan uygulanır ve süperparamanyetik demir oksit nanoparçacıklarının mıknatıslanma tepkisi kaydedilir. Bu parçacıklardan gelen sinyal hem eksitasyon frekansında hem de bu frekansın yüksek harmoniklerindedir. Eşzamanlı eksitasyon ve sinyal alımı nedeniyle, doğrudan besleme sinyali manyetik nanoparçacık sinyalini ana harmonikte baskılar. Doğrudan besleme sinyali bir yüksek geçiren fi ltre kullanılarak ortadan kaldırılabilir, ki bu fi ltrelemenin görüntü uzayında bir DC kaybına neden olduğu gösterilmiştir. X-uzayında güvenilir görüntü geriçatımı, görüntünün pozitifliğini ve sürekliliğini sağlamak yoluyla başarılabilir. Fakat, düşük nanoparçacık konsantrasyonu ve/veya donanım kısıtlamaları, kullanılabilir sinyal bant genişliğini sadece birkaç harmoniğe sınırlayabilir. Normal x-uzayı geriçatımında düşük bantlı sinyal alımı, yüksek harmoniklerin kaybı nedeniyle bulanık görüntülere sebep olmaktadır. Bu tezde, sadece kayıp ana harmoniği değil, aynı zamanda düşük bantlı sinyal alımında kaydedilmemiş yüksek harmonikleri de belirlemeyi sağlayan yinelemeli bir x-uzayı geriçatım yöntemi önerilmektedir. Önerilen yöntem, ideal (yani, yüksek bantlı) MPG görüntüsüne 3-4 yinelemede yakınsar. Gürültü ve nanoparçacık relaksasyon etkilerini içeren kapsamlı simulasyonlarda, önerilen yöntem normal x-uzayı geriçatımına göre gelişmiş görüntü kalitesi vermektedir, ve doruk sinyal gürültü oranında (DSGO) en az 6 dB iyileşme sağlar. Son olarak, önerilen yöntem kendi bünyemizde geliştirdiğimiz MPG tarayıcısında deneysel görüntüler üzerinde de gösterilmiştir.