利用 14.1T 下 1H-FID-MRSI 实现大鼠脑快速高分辨率代谢物成像
医学物理
2024-12-12 v3
摘要
磁共振波谱成像（MRSI）能够同时非侵入性地获取脑内多个空间位置的 MR 谱。虽然 1H-MRSI 在人类脑中应用日益广泛，但在临床前环境中尚未普及，主要因为啮齿动物脑中极小的标称体素尺寸和脑代谢物浓度低所导致的特有困难，造成信噪比 SNR 较低。在此背景下，我们在 14.1T 下于大鼠脑中实现了自由感应衰减 1H-MRSI 序列（1H-FID-MRSI）。我们结合 1H-FID-MRSI 与超高磁场的优势，在大鼠脑中获得更高 SNR、覆盖范围和空间分辨率，并开发了带图形用户界面的定制专用处理流程：MRS4Brain 工具箱。使用模拟的代谢物基组和活体测量的 MM 进行 LCModel 拟合，在 1.3 和 0.94 ms 的采集延迟下为数据提供了可靠拟合。所得 Cramér-Rao 下界对八种感兴趣代谢物足够低（<30%），从而得到高可重复性的代谢图。在 1 和 2 次平均之间获得了相似的谱质量和代谢图，后者因 SNR 增加而对比度和脑覆盖范围略好。此外，所得代谢图足够准确，可确认某些代谢物已知的脑区分布。采集证明随时间高度可重复。我们证明，本文所述序列和处理流程可将 14.1T 下增加的 SNR 和谱分辨率转化为大鼠脑 1H-FID-MRSI 中 13 分钟内的高空间分辨率。14.1T 高分辨率 1H-FID-MRSI 以显著降低的技术限制提供了可重复且高质量的脑代谢物成像。
引用
@article{arxiv.2307.03261,
title = {Fast high-resolution metabolite mapping in the rat brain using 1H-FID-MRSI at 14.1T},
author = {Dunja Simicic and Brayan Alves and Jessie Mosso and Guillaume Briand and Thanh Phong Lê and Ruud B. van Heeswijk and Jana Starčuková and Bernard Lanz and Antoine Klauser and Bernhard Strasser and Wolfgang Bogner and Cristina Cudalbu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03261},
year = {2024}
}
备注
Dunja Simicic and Brayan Alves are joint first authors