Effects of scanning and reconstruction parameters on image quality in magnetic particle imaging

Manyetik parçacık görüntüleme (MPG), süperparamanyetik demir oksit nanoparçacıkların mıknatıslanmasına dayanan yeni bir tıbbi görüntüleme yöntemidir. MPG'de, nanoparçacıklarn uyarılması için eksitasyon alanı adı verilen dışarıdan bir manyetik alan uygulanır. Görüntü kalitesi ve eksitasyon parametreleri arasındaki bağ karmaşıktır, çünkü nanoparçacık davranışı eksitasyon parametreleri ile değişir. Ek olarak, maksimum uygulanabilir eksitasyon alan şiddeti, insan boyutundaki MPG tarayıcıları için güvenlik kısıtlamaları ile sınırlıdır. Son çalışmalar, düşük eksitasyon alan genliklerinde çözünürlüğün arttığını göstermiştir ve eksitasyon frekansı arttıkça SNR artar. Diğer çalışmalar 150 kHz'e kadar yüksek frekanslarda taramanın insan boyutundaki MPG tarayıcıları için de mümkün olduğunu doğrulamıştır. Bununla birlikte, görüntü kalitesinin eksitasyon parametreleriyle nasıl etkilendiği, özellikle 150 kHz civarındaki yüksek frekanslar için araştırılmamıştır. Bu tezde, relaksometre deneyleri ile eksitasyon alanı parametrelerinin MPG'de görüntü kalitesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Güvenlik sınırlarının etkileri de farklı eksitasyon frekansları için benzetimler ile araştırılmıştır. Sonuçlar, güvenli MPG tarayıcıları için en uygun eksitasyon alan parametrelerini belirlemede önemli bilgiler sağlar. Bu tez, MPG'de görüntü kalitesini artırmak için yeni bir geriçatm tekniği de sunmaktadır. MPG görüntüleri, nanoparçacık tepkisi relaksasyon etkileri nedeniyle geciktiğinde asimetrik bulanklık ve düzensiz tırmanma artifaktlarından muzdariptir. Bu tez, Savitzky-Golay filtreleme ile birlikte, MPG sinyalinin negatif ve pozitif yarım döngülerinin relaksasyon etkilerinin ortalamasına dayanan yeni bir yöntem önermektedir. Hem deneysel hem de benzetim sonuçları görüntü kalitesinde önemli bir iyileşme göstermektedir.