Multichannel and phase based magnetic resonance electrical properties tomography

Dokuların elektriksel özelliklerinin (EÖ, yani iletkenliğinin ve dielektrik geçirgenliğinin) görüntülenmesi dokuların fizyolojik ve patolojik durumu hakkında değerli bilgiler verir. EÖ görüntüleme yöntemleri arasından, manyetik rezonans elektriksel özellik tomografisinin (MREÖT) hem klinik tanıda hem de lokal özgül soğurma oranının (ÖSO) hesaplanmasında bir potansiyeli vardır. Fakat, klasik MREÖT yöntemlerinin, sınır artefaktı, düşük konvektif bölgesi (DKB) aretefaktı, toplam faz varsayımı (TFV), sadece kuş-kafesi sarımının kullanılabilirliği gibi bu yöntemlerin klinikte uygulanabilirliğini olanaksızlaştıran bazı sorunları bulunmaktadır. Bu tez klasik MREÖT yöntemlerindeki bu sorunları çözerek MREÖT tekniğinin hızlı ve güvenilir bir şekilde klinikte uygulanmasını hedeflemektedir. Bu amaçla, iki yeni yöntem önerilmiştir. İlki, klasik kr-MREÖT yöntemindeki DKB artefaktı sorununu çözmek için içerisinde çok kanallı almaç sarımlarının kullanıldığı almaç hassasiyetine (B1-) dayalı çok kanallı kr-MREÖT yöntemidir. Bu katkıya ek olarak bu yöntem standart MRG sarımlarının kullanılmasına olanak sağlayarak klasik MREÖT yöntemlerindeki kuşkafesi sarımı kullanılmasının kısıtını kaldırmaktadır. Yöntemin ana denklemi almaç hassasiyetine dayalı olduğundan her kanalın kompleks B1- bilgilisini haritalamak için arka arkaya uygulan iki deneye dayalı yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Hem benzetim hem de deneysel çalışmalarda DKB bölgesinin bir kanaldan diğer kanala değiştiği ve uygun kanalların mantıklı bir şekilde birleştirilerek artefaktan arınmış EÖ geriçatımlarının mümkün olduğu gösterilmiştir. Bu yöntemin dezavantajı toplam faz varsayımını kullanıyor olmasıdır. Bu dezavantajın ve yukarıda bahsedilen klasik MREÖT yöntemlerindeki sorunların da çözüldüğü ikinci önerilen yöntem faza dayalı genelleştirilmiş elektriksel iletkenlik görüntüleme metodudur. Maxwell'in denklemlerinden başlayarak ve EÖ gradyanlarını da formülasyonu dahil ederek klasik faza dayalı EÖT yöntemi için yeni bir denklem geliştirilmiştir. Bu ana kısmi diferansiyel denklemi, katsayılarının ölçülen MR fazının türevlerinden oluştuğu, konveksiyon reaksiyon denklemi formundadır. Sadece MR fazı kullanıldığından yöntem oldukça hızlıdır (herhangi bir B1 haritalamaya ihtiyaç duymaz) ve herhangi bir sarım yapısı için uygulanabilir (toplam faz varsayımını kullanmaz). Önerilen yöntemin klasik faza dayalı EÖT yönteminden üstünlüğü hem basit fantom simülasyonu ve deneyleri ile hem de gürültü eklenmiş insan beyni simülasyonları ve sağlıklı insan deneyleri ile gösterilmiştir. Buna ek olarak, akutkronik arası fazda nörovasküler hastası iki hasta ile ilk klinik denemeler gerçekleştirilmiştir. Her bir çekim ortalama altı dakika sürmüştür. İskemik bölgede diğer bölgelere göre iletkenliğin arttığı gözlemlenmiş ve hematom bölgesinde ise iletkenlikte herhangi bir değişiklik gözlenmemiştir. Yöntemin, iskemik inmenin hemorajik inmeden akut fazda ayrılması gibi bu tip spesifik klinik uygulamalarda standartlaşabilmesi için, daha fazla vaka çalışmasının sistematik bir şekilde yürütülmesi gerekmektedir.