Magneettiresonanssienkefalografia: Viiden MRI-laitteen suoritus ja laadunvarmistus
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2021-12-13
Department
Major/Subject
Biomedical Engineering
Mcode
SCI3059
Degree programme
Master’s Programme in Life Science Technologies
Language
en
Pages
66 + 6
Series
Abstract
Magnetic resonance encephalography (MREG) is a novel ultra-fast functional magnetic imaging sequence that undersamples k-space in a variable-density stack-of-spirals trajectory to achieve temporal resolution of 100 ms. However, the reconstruction of MREG data into time series requires a high-performance computer system typically available only at scientific computing centres. Due to this, reconstructed data from multiple imaging centers could easily be pooled together. Prior to pooling data, it is important to analyze the comparability of data coming from multiple imaging sites. This thesis marks the first attempt to investigate the effects of technical variability between imaging centers and compare scanner performance during MREG acquisition in a multicenter fMRI setting. A multicenter consortium comprising Aalto University's AMI Centre, the department of radiology of HUS and Oulu Functional Neuroimaging (OFNI) multidisciplinary research group was formed to study the scanner performance and stability of five scanners using a Functional Stability Reference phantom by Goldstar Phantoms. Differences in the intrinsic noise, drift and signal-to-noise ratio were discovered between scans. Between-center reproducibility and scan quality in a single-subject setting were evaluated using the five scanners by comparing the overlap of respiratory-related resting state and heavy breathing activation maps and calculating functional quality assurance parameters. Significant differences in the contrast of brain to background were discovered as well as in the overlap and size of activation maps. In the light of the discovered facts, it is recommended that strict standards in MREG research are formed to eliminate technical variability between centers and that imaging centers calculate and share the parameters presented in this study. Studies of between- and within-center reproducibility of MREG should be continued in multi-subject settings.Magneettiresonanssienkefalografia (MREG) on uusi ultranopea funktionaalinen magneettikuvantamissekvenssi, joka alinäytteistää k-avaruutta vaihtelevatiheyksisellä spiraalikasa-radalla saavuttaen 100 millisekunnin ajallisen resoluution. MREG datan rekonstruoiminen aikasarjaksi vaatii korkeatehoisen tietokonejärjestelmän, joita on käytössä tyypillisesti vain tieteellisillä laskentakeskuksilla. Tämän vuoksi MREG dataa voitaisiin helposti poolata. Ennen datapoolausta on tärkeää tutkia eri kuvantamiskeskusten datan vertailtavuutta. Tämä maisterityö on ensimmäinen yritys tutkia kuvantamiskeskusten välisen teknisen vaihtelevuuden vaikutuksia ja vertailla magneettiresonanssiskannereiden suoritusta MREG-keruun aikana monikeskusasetelmassa. Aalto-yliopiston AMI-keskuksesta, Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin radiologian laitoksesta ja Oulu Functional Neuroimaging (OFNI) tutkimusryhmästä koostuvasta muodostettiin monikeskuskonsortio, jossa tutkittiin magneettiresonanssiskannereiden suoritusta ja vakautta käyttäen FUNSTAR magneettikuvantamisfantomia. Skannereiden välillä havaittiin eroja intrinsisessä kohinassa, ajautumassa ja signaali-kohinasuhteessa. Kuvantamiskeskusten välistä toistettavuutta ja laatua arvioitiin kuvantamalla viidellä skannerilla tervettä vapaaehtoista ja vertailemalla hengityksen aktivaatioalueiden päällekkäisyyttä sekä laskemalla laadunvarmistusparametrejä. Aivojen ja taustan välisessä kontrastissa sekä aktivaatioalueiden päällekkäisyydessä havaittiin huomattavia eroja keskusten välillä. Tutkimuksen tulosten valossa suositellaan muodostettavan selkeitä MREG tutkimusstandardeja keskusten välisen vaihtelevuuden eliminoimiseksi sekä kuvantamiskeskuksia kehotetaan laskemaan ja jakamaan tässä tutkimuksessa käytettyjä parametrejä.Description
Supervisor
Parkkonen, LauriThesis advisor
Savolainen, SauliKeywords
MREG, multi-center fMRI, quality assurance, stability, scan performance, phantom