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用于提高STEAM脉冲序列所获光谱信噪比的快速帕德变换

DOI：10.3233/THC-181535 期刊：Technology and Health Care 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 背景/目的：单体素波谱分析（SVS）常规采用两种脉冲序列——点分辨波谱（PRESS）和刺激回波采集模式（STEAM）。虽然STEAM较PRESS具有多项优势，但PRESS的信噪比（SNR）优势使其成为SVS的首选。采用快速帕德变换（FPT）替代快速傅里叶变换（FFT）可能提升STEAM脉冲序列产生的信号信噪比，从而发挥其技术优势。本研究旨在评估并比较使用FPT与FFT时STEAM脉冲序列的噪声均方根值（RMS）及信噪比。 材料与方法：在19厘米丙烯酸圆柱体内构建明胶仿体，包含正常/肿瘤两部分。使用3T磁共振扫描仪进行SVS检测。STEAM脉冲序列参数设置为：TR=2000毫秒，TM=10毫秒，TE分别为20/135/270毫秒，数据点数1024/512，体素大小1立方厘米。原始数据处理分别采用FFT与FPT估计算法生成波谱，评估胆碱（Cho）与肌酸（Cr）代谢物的噪声RMS值及信噪比。 结果：数据显示，FPT处理的波谱噪声RMS值较FFT降低3619.01%-14252.94%（p<0.00001）。FPT处理的波谱中Cr1峰与Cho峰信噪比分别提升超过96.80倍和97.18倍（0.00006<p<0.02）。 讨论：FPT处理的噪声RMS值较FFT降低达数千个百分点，这种显著的噪声降低带来信噪比的显著提升。FFT处理的Cr1与Cho峰信噪比范围为41.55-120.32，而FPT处理对应范围为1719.99-9744.79，证实FPT与FFT的效率存在显著差异。 结论：研究表明，相较于FFT，FPT应用可提升波谱信噪比，因此在STEAM脉冲序列（其信噪比低于PRESS序列）应用中具有实用价值。我们应充分利用STEAM脉冲序列的技术优势。
作者： Mahdi Saeedi-Moghadam，Majid Pouladian，Reza Faghihi，Mehrzad Lotfi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

评估并比较采用快速帕德变换（FPT）和快速傅里叶变换（FFT）估计器时，STEAM脉冲序列提供的噪声均方根（RMS）值与信噪比（SNR）。

研究成果

与FFT相比，在处理STEAM脉冲序列信号时应用FPT能显著降低噪声均方根值并提高信噪比，从而能够利用STEAM的优势（如更短的回波时间和减少的化学位移伪影），尽管其固有信噪比相对PRESS较低。

研究不足

该研究仅局限于体模模型，可能无法完全复现活体条件。仅评估了两种代谢物（胆碱和肌酸），且结果特定于所用的STEAM脉冲序列参数。将其推广至其他序列或临床环境尚需进一步验证。

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