Low-frequency conductivity imaging using MRI gradient induced currents

Manyetik Rezonans Görüntülemede (MRG) kullanılan gradyan alanların anahtarlanması, görüntülenen cisim ya da canlı içerisinde elektrik alanların endüklenmesine neden olur ve bu yolla `cisim girdap akımları' oluşur. Cisim girdap akımlarından kaynaklanan manyetik alanların (cisim girdap alanı) ölçülmesine dayanan düşük-frekans iletkenlik görüntülemesinin fizibilitesi (yapılabilirliği) iki amaç çerçevesinde incelenmiştir. Birinci amaç, cisim girdap alanlarının hatasız olarak ölçüldüğü varsayıldığında iletkenliğin geriçatılmasının mümkün olup olmadığının anlaşılmasıdır. Bu amaçla, iletkenlik dağılımının cisim girdap alanlarından elde edilmesi olarak tanımlanan ters problem, bir taşınım-reaksiyon denklemi olarak formüle edilmiş ve bir iletkenlik geriçatım algoritması geliştirilmiştir. Yapılan benzetimlerde, önerilen algoritmanın fizibilitesine işaret eden başarılı iletkenlik geriçatımları elde edilmiştir. İkinci amaç, iletkenliğin yüksek doğruluklu olarak geriçatılması için cisim girdap alanlarının aslına ne kadar uygun olarak ölçülmesi gerektiğinin anlaşılmasıdır. Cisim girdap alanlarının ölçülmesi için bu alanların MR fazına olan katkısının elde edildiği bir darbe dizini geliştirilmiştir. Bu katkının, yüksek doğruluklu bir iletkenlik geriçatımı için yeterli derecede belirsizlikle ölçülemeyeceği anlaşılmıştır. Ayrıca, ölçülen fazlarda rastgele gürültü dışında bazı artefaktlar da gözlenmiştir. MRG cihazının ideal olmaması nedeniyle oluşan manyetik alan etkileri gözetilerek bu artefaktlar modellenmiştir. Cisim girdap akımı temelli iletkenlik görüntülemenin yapılabilir olması için cisim girdap alanlarının biriktirdiği fazın arttırılması ve faz ölçümlerinin bahsedilen artefaktlardan arındırılması gerekmektedir. İlk gereksinim için en ileri gradyan sistemleri değerlendirilmiş ve ayrıca bir çoklu-spin-eko darbe dizini geliştirilmiştir. Bu darbe dizini, `genişletilmiş faz çizgesi' çerçevesinde analiz edilmiştir. İkinci gereksinim için geometrik bozulmaların düzeltilmesi amacıyla önerilen yöntemler değerlendirilmiştir. Çoklu-spin-eko sekansının, oldukça yüksek gradyan alanlara sahip küçük boyutlu preklinik MR cihazlarında kullanılması durumunda biriktirilen fazdaki artışın hassas bir iletkenlik geriçatımı için yeterli olduğu anlaşılmıştır. Diğer taraftan, geometrik bozulmaların, artefaktları kabul edilebilecek seviyeye indirebilecek derecede düzeltilemeyeceği anlaşılmıştır.