利用多回波MP2RAGE序列映射脂肪-水分离的R1、R2*和质子密度脂肪分数
医学物理
2025-09-30 v1
摘要
目的：开发一种联合测量脂肪和水特异性纵向弛豫率（R1f和R1w）、有效横向弛豫率（R2*）和质子密度脂肪分数（PDFF）的技术，结合多回波磁化准备两次快速梯度回波（ME-MP2RAGE）序列和脂肪-水分离。理论与方法：R1f和R1w通过脂肪特异性和水特异性MP2RAGE信号计算。R2*和PDFF图通过脂肪-水分离应用于第二个RAGE块获得。序列参数优化通过Cramér-Rao下界理论进行，我们设计了四种具有不同回波数量和读出梯度方案的组合（I：3回波单极性，II：6回波单极性，III：6回波双极性，IV：10回波双极性）。我们通过数值模拟、仿体实验和体内实验测试并验证了这些方案。在仿体中，我们将ME-MP2RAGE测量与反转恢复自旋回波（IR-SE）全局R1和3D快速低角射击（3D FLASH）R2*和PDFF进行了比较。体内实验中，我们扫描了一名健康志愿者的下肢和颈部。结果：数值模拟显示使用ME-MP2RAGE IV方案（10回波双极性）时弛豫率的平均相对偏差<3%，PDFF的平均偏差<0.003。仿体实验显示与IR-SE和3D FLASH测量结果高度一致。体内实验中，下肢和颈部的测量值与文献值一致。结论：我们提出了一种从单次采集中同时量化R1f、R1w、R2*和PDFF的准确方法。
引用
@article{arxiv.2509.23136,
title = {Mapping fat-water separated R1, R2*, and proton density fat fraction with the multi-echo MP2RAGE sequence},
author = {Jorge Campos Pazmiño and Marc-Antoine Fortin and Véronique Fortier and Evan McNabb and Renée-Claude Bider and André van der Kouwe and Ives R. Levesque},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.23136},
year = {2025}
}
备注
The manuscript is 4,837 words in length and has 8 figures and 2 table. Additional tables and figures are presented in the Supplementary Information