Low convective field artifact elimination using dielectric padding and multichannel receive in cr-MREPT conductivity images

RF frekanslarında dokuların elektrik iletkenliğini görüntülemek, MR güvenliği ile yakından ilişkili lokal özgül soğurma hızı kestirimi ile birlikte tıbbi teşhis açısından önemli bir araçtır. Manyetik Rezonans Elektriksel Özellikler Tomografisi (MREÖT) algoritmaları, ilgilenilen nesnenin elektriksel özelliklerinin B1 alanında birtakım bozulmalar yarattığını ve B1 alanı ölçümlerini kullanan bir ters problem çözülerek yeniden yapılandırılabileceği fikrini kullanır. Konveksiyon-reaksiyon denklemi tabanlı Manyetik Rezonans Elektriksel Özellikler Tomografisi (kr-MREÖT), geleneksel MREÖT algoritmalarının aksine, sınır artefaktı olmayan ve gürültüye karşı dayanıklı iletkenlik görüntüleri sağlar. Buna karşın, bu görüntüler Düşük Konvektif Bölge (DKB) artefaktından muzdariptir. Bu tezde, DKB artefaktını ortadan kaldırmak için iki yöntem önerilmektedir. Birinci yöntemde, dielektrik yastıklar, verici manyetik alanını değiştirmek ve DKB bölgesini, farklı uyarımlarda birbirine göre kaydırmak için değişik pozisyonlarda kullanılır. Bir elektromanyetik modelde farklı parametrelere sahip yastıklar (elektriksel özellikler, yastık kalınlığı, yastık yüksekliği, yay açısı ve yastık-nesne boşluğunun kalınlığı) ile benzetimler elde edildi. İlk olarak, yüksek dielektrik ve yüksek iletken yastıkların B1 alanına etkisi analiz edildi. Daha sonra, fantomun etrafında çeşitli pozisyonlara yerleştirilen yastık ile iki veri seti elde edildi ve DKB artefaktı olmayan iletkenlik görüntüleri elde etmek için, söz konusu doğrusal denklem sistemleri eş zamanlı olarak çözüldü (birleştirildi). Deneysel çalışmalarda agar-tuz fantomları ile su yastıkları ve BaTiO3 yastıkları kullanıldı. Genel olarak yastık, en yüksek fayda için 180o yay açısına ve fantomla aynı yüksekliğe sahip olmalıdır. Ayrıca, yastık fantoma ne kadar yakın olursa, etkisi daha belirgin olmaktadır. Yastık kalınlığını ve/veya yastığın iletkenliğini arttırmak, DKB kayma miktarını arttırırken, bu parametrelerin aşırı artırılması iletkenlik görüntülerinde hatalara neden omaktadır. Bunun sebebi araştırılmış ve manyetik alanın z-yönündeki teriminin (Hz) uzaysal türevlerinin ihmal edilebilir olduğu varsayımının, yüksek etkili yastık kullanımı ile bozulduğu gözlemlenmiştir. Diğer taraftan, yastık iletkenliği DKB artefaktının ortadan kaldırılmasında önemli bir etkiye sahip değildir. Önerilen yöntem kullanılarak DKB artefaktı kaldırılmış ve ayrıca oluşturulan iletkenlik görüntülerindeki değerlerin doğruluğu geliştirilmiştir. Kalın su yastıklarının ince olanlardan daha iyi olduğu, yüksek dielektrik yastıklarının ise ince olarak tercih edilmesi gerektiği kanıtlanmıştır. Bu yöntemin sınırlayıcı etkenleri, çoklu uyarımlardan dolayı veri elde süresinin artıyor olması ve Hz ile ilgili varsayımın yastık parametresi seçimi ile önemli ölçüde bozulmasıdır. İkinci yöntem sadece 1 uyarım gerektiren ve DKB artefaktını düzelten bir çözüm önermektedir. Çok kanallı bir almaç sarımının almaç hassasiyetleri arasındaki farkını, her kanal verisindeki DKB bölgelerini değiştirmek için bir araç olarak kullanır. Quadrature olmayan bir sarım için doğruluğunu yitirmesine rağmen, gönderim fazının toplam fazın yarısına eşit olduğu yaklaşımını söyleyen toplam faz varsayımı (TFV) kullanılır ve farklı kanallardan oluşturulan veriler DKB artefaktından muaf iletkenlik görüntüleri oluşturmak için birleştirilir. Sonuçlar karşılaştırılacak olursa, ikinci yöntem, DKB artefaktı olmadığı için özgün yöntemden, ve yastık yönteminin gerektirdiği sürenin en az yarısı ile veri alabilmesinden dolayı yastık yönteminden daha üstündür. Bununla birlikte, çok kanallı almaç yöntemi, doğru olmayan faz kullanımından ötürü kesinlikten yoksundur, fakat, sadece komşu dokular arasındaki karşıtlık incelenirken nitel iletkenlik görüntüleme için değerli bir araç olabilir.