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Improving the spatial resolution of magnetic resonance inverse imaging via the blipped-CAIPI acquisition scheme

机译：通过blipped-CAIPI采集方案提高磁共振逆成像的空间分辨率

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Using simultaneous acquisition from multiple channels of a radio-frequency (RF) coil array, magnetic resonance inverse imaging (Inl) achieves functional MRI acquisitions at a rate of 100 ms per whole-brain volume. Inl accelerates the scan by leaving out partition encoding steps and reconstructs images by solving under-determined inverse problems using RF coil sensitivity information. Hence, the correlated spatial information available in the coil array causes spatial blurring in the Inl reconstruction. Here, we propose a method that employs gradient blips in the partition encoding direction during the acquisition to provide extra spatial encoding in order to better differentiate signals from different partitions. According to our simulations, this blipped-Inl (blnl) method can increase the average spatial resolution by 15.1% (1.3 mm) across the whole brain and from 32.6% (4.2 mm) in subcortical regions, as compared to the Inl method. In a visual fMRI experiment, we demonstrate that, compared to Inl, the spatial distribution of blnl BOLD response is more consistent with that of a conventional echo-planar imaging (EPI) at the level of individual subjects. With the improved spatial resolution, especially in subcortical regions, blnl can be a useful fMRI tool for obtaining high spatiotemporal information for clinical and cognitive neuroscience studies.
机译：使用从射频（RF）线圈阵列的多个通道的同时采集，磁共振逆像（Inl）可以以每全脑体积100 ms的速率实现功能性MRI采集。 Inl通过省略分区编码步骤来加快扫描速度，并通过使用RF线圈灵敏度信息解决欠定的逆问题来重建图像。因此，线圈阵列中可用的相关空间信息导致Inl重建中的空间模糊。在这里，我们提出了一种在采集过程中在分区编码方向上采用梯度斑点的方法，以提供额外的空间编码，以便更好地区分来自不同分区的信号。根据我们的模拟，与Inl方法相比，这种Blind-Inl（blnl）方法可以使整个大脑的平均空间分辨率提高15.1％（1.3 mm），而在皮层下区域可以使平均空间分辨率提高32.6％（4.2 mm）。在视觉功能磁共振成像实验中，我们证明了与Inl相比，blnl BOLD反应的空间分布与单个受试者水平的常规回波平面成像（EPI）的空间分布更加一致。随着空间分辨率的提高，尤其是在皮层下区域，blnl可以成为有用的fMRI工具，以获取用于临床和认知神经科学研究的高时空信息。

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