Frequency response analysis and reconstruction weighting schemes for MR elastography

Manyetik rezonans elastografi (MRE), invaziv olmayan ve kantitatif olarak in-vivo dokunun elastikliğini değerlendirir. MRE'de, makaslama dalgaları bir aktüatör tarafından dokuya iletilirken, faz kontrast görüntüleri manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ile elde edilir. Son olarak, elastiklik haritaları, faz kontrast görüntülerinin içerdiği yerdeğişimi bilgileri kullanılarak oluşturulur. MRE'de dokuda oluşturulan makaslama dalgalarının yönü ve frekansı önemlidir. Bu tezde, MR elastografi sırasında, mod frekanslarında makaslama dalgasının yüksek yerdeğişimi değerleri ile makaslama dalgalarının modlarının beyinde gözlemlenebildiği frekans yanıtı MRE simülasyonları kullanılarak gösterilmiştir. Fantom MRE deneylerinde, uygulanan yerdeğişiminin, 10-20 katı olan yüksek yerdeğişimi dalgaları mod frekanslarında gözlemlenmiştir. Tezin ikinci bölümü, farklı uyarma frekansları ve hareket yönü için toplanan verilerinin her birinden elde edilen elastiklik haritalarını birleştirmek için ağırlıklandırma yöntemlerine odaklanmaktadır. Nihai dalga hızı haritasının sinyal-gürültü oranı (SGO) değerini maksimize eden yeni bir ağırlıklandırma yöntemi, tomoelastografi ve Helmholtz geriçatımları için önerilmiştir. Her iki geriçatım tekniği için, karmaşık MRI sinyalindeki gürültü bilgisi kullanılarak, dalga hızı haritalarının SGO değeri, yüksek SGO varsayımıyla analitik bir yaklaşımla formüle edilmiştir. Böylelikle önerilen SGO ağırlıklandırma yöntemi ile dalga hızı haritasının doğruluğunu veya uzaysal çözünürlüğünü değiştirmemekle birlikte, dalga hızı haritasının SGO'sunu tomoelastografi ve Helmholtz geriçatımı için sırasıyla 2 ve 1,6 kat iyileştirilmiştir. Ayrıca önerilen SGO ağırlandırma yöntemi sayesinde MRG versinin SGO değeri düşükken gözlemlenen yanlılık, tomoelastografide tamamen giderildi ve Helmholtz geriçatımında azaltıldı. Benzer şekilde, MRE geriçatımı için gerinime bağlı bir ağırlıklandırma önerilmiştir. Deneysel sonuçlar, gerinim ağırlıklandırmalı MRE geriçatımının, elastiklik haritasında kapsüllü tümörlerin veya membranlı dokuların sınırlarında oluşabilecek artefaktları önleyebileceğini gösterdi; ancak, bu konu daha detaylı incelenmelidir. Bu tezde manyetik rezonans elastografi alanına iki bağımsız katkı yapılmıştır. Dokudaki makaslama dalgalarının modlarının varlığı gösterilerek, MRE uyarma yöntemlerinde ve MRE'nin güvenliği konularında yeni araştırma alanları açılmaktadır. Elastiklik haritası geriçatımındaki iyileştirmeler, klinik uygulamada MRE'nin rutin kullanımına faydası olabilir.