SIGNAL zyxwv PROCESSING ELSEVIER Signal Processing 55 (1996) 207-219 MRI scan time reduction through non-uniform sampling and SVD-based estimation I. Dologlou”, D. van OrmondP*, G. Carayannisb zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba a Applied Physics Department, Delft University of Technology, P.O. Box 5046, 2600 GA, Delft, The Netherlands bDepartment of EE, National Technical University of Athens, Greece Received 7 September 1995; revised 16 August 1996 Abstract This work concerns estimation of optimal MRI images from incomplete raw data. ‘Raw’ implies that the data have not yet been Fourier transformed to the spatial (image) domain, whereas ‘incomplete’ pertains to the fact that a number of points on the Cartesian sampling grid were omitted in order to reduce the scan time. We introduce a novel SVD-based method for estimating the omitted samples, with the specificity of more accurate model design. This is achieved iteratively using a new multichannel configuration which enables the exploitation of existing correlation in the different channels. At the same time, care is taken to select grid points that carry maximum information. The positions of these points are such that estimation of omitted samples amounts to interpolation rather than extrapolation. Zusammenfassung Diese Arbeit befaRt sich mit der optimalen Schltzung von MRI-Bildern aus unuollstiindigen Rohdaten. ‘Roh’ impliziert, dalj die Daten noch keiner Fouriertransformation in den rgumlichen (Bild-) Bereich unterzogen wurden, wghrend ‘unvollstlndig’ sich auf die Tatsache bezieht, da13eine Anzahl von Punkten im kartesischen Abtastgitter zur Verringerung der Scanzeit ausgelassen wurden. Wir fiihren eine neuartige Methode auf SVD-Grundlage zur Schgtzung der weggelassenen Abtastwerte ein mit dem besonderen Ziel eines genaueren Modellentwurfs. Das wird iterativ erreicht, indem eine neue Mehrkanalanordung verwendet wird, welche die Ausniitzung vorhandener Korrelation zwischen den verschiedenen KanHlen ermiiglicht. Gleichzeitig wird fiir die Auswahl von Rasterpunkten maximaler Information Sorge getragen. Die Positionen dieser Punkte sind so, dal3 die SchHtzung ausgelassener Abtastwerte auf eine Interpolation anstelle einer Extrapolation fiihrt. Rbumi! Ce travail concerne l’estimation optimale des images IRM g partir de mesures incomplbtes dans le domaine frCquentie1. L’image spatial est obtenue au moyen de la transformation Fourier inverse des don&es, apris avoir estimC les &chantillons qui ont Cti: omis sur la grille Cartisienne afin de reduire le temps d’acquisition de l’image. Nous prbentons une nouvelle mCthode d’estimation des Cchantillons omis qui est basCe sur la D&composition en Valeurs Singulitres et qui assure une meilleure mod6Iisation. Ceci est fait de faGon iterative au moyen d’une nouvelle configuration multicanale qui *Corresponding author. Tel.: +31 15 786070; fax: + 31 15 783251; e-mail: ormo@si.tn.tudelft.nl. 0165-1684/96/$15.00 CI 1996 Elsevier Science B.V. All rights reserved PIISO165-1684(96)00131-4