Processing and application of arterial spin labeling magnetic resonance imaging

Abstract

This thesis focuses on the image processing methods for brain perfusion measurement using a magnetic resonance imaging (MRI) sequence called arterial spin labeling (ASL). We show the importance of dealing with brain volume changes as a measurement confounder, we propose a framework for integrating all processing steps in a robust processing pipeline, and lastly, we show an application of the ASL acquisition and processing to adverse effect measurements in healthy brain tissue of patients undergoing brain radio-chemotherapy demonstrating the usefulness of the method in uncovering structural and physiological changes in the brain.Tato habilitační práce se soustředí na použití metod zpracování obrazu k meření prokrvení mozku magnetickou rezonancí (MRI) pomocí sekvence zvané arterial spin labeling (ASL). Ukazujeme zde význam korekce změn objemu mozku jakožto faktoru ovlivnující měření. Dále navrhujeme obecný rámec pro integrování hlavních kroků zpracování obrazu do robustního softwarového balíku. Nakonec předvádíme aplikaci meření a zpracování ASL dat pro měření vedlejších účinků radiochemoterapie na zdravou mozkovou tkán. Na závěr ukazujeme výsledky použití této metody na odhalení anatomických a fyziologických změn na mozku v důsledku této terapie.