Convection-reaction equation based magnetic resonance electrical properties tomography (CR-MREPT)

Dokuların elektrik iletkenliğinin ve dielektirik geçirgenliğinin tomografik görüntülenmesi teşhis amaçıyla kullanılabildiği gibi lokal özgül soğurma oranı (SAR) dağılımlarını kestirmek için de kullanılabilmektedir. Manyetik Rezonans Elektriksel özellikler Tomografisi (MREÖT), MRG sistemlerinin RF frekansında elektriksel iletkenlik ve dielektrik geçirgenlik görüntülerinin noninvaziv olarak elde edilmesini amaçlamaktadır. MREÖT algoritmaları, görüntülenen cismin elektriksel özellikleri tarafından bozulan B1 manyetik alanın ölçülmesine dayanmaktadır. Bu çalışmada, elektriksel özellikler ile ölçülen B1+ manyetik alanı arasındaki ilişki bilinen taşınım-reaksiyon denklemi olarak ilk defa formüle edilmiştir. önerilen bu yeni algoritma "tr-MREÖT" olarak adlandırılmış ve bu denklemin çözümüne dayanmaktadır. önceki önerilen algoritmaların tersine, sadece elektriksel özelliklerin göreceli olarak sabit olduğu bölgelerde değil aynı zamanda değiştiği bölgelerde de bu algoritma pratikte uygulanabilir. Taşınım-reaksiyon denklemi, üçgen örgülere dayalı sonlu farklar yöntemi ve sonlu eleman yöntemi (FEM) kullanılarak çözüldü. Taşınım-reaksiyon denklemindeki konveksiyon alanı, B1+ manyetik alanın uzaysal türevlerine bağlıdır. Konveksiyon alanın genliğinin düşük olduğu bölgelerde, geriçatılmış elektriksel iletkenlik ve dielektrik geçirgenlik görüntülerinde benek gibi hatalar gözlemlenmektedir. Bu hataları gidermek için, "kısıtlı tr-MREÖT" ve "çift-uyarma tr-MREÖT" adlandırılan iki farklı yöntem geliştirildi. Kısıtlı tr-MREÖT yönteminde, konveksiyon alanının genliğinin düşük olduğu bölgelerde, denklemin konveksiyon terimi ihmal edilerek elektriksel özellikler geriçatıldı. Elde edilen çözüm, tüm bölgede elektriksel özelliklerini çözmek için kısıt olarak kullanıldı. çift-uyarma tr-MREÖT yönteminde, farklı bölgelerde genliği düşük konveksiyon alanına sahip iki B1 manyetik alanı ayrı ayrı uygulandı. Daha sonra elektriksel özellikler, uygulanan bu B1+ manyetik alan verileri eş zamanlı kullanılarak geriçatıldı. Bu yöntemler, fantomlar kullanılarak yapılan simülasyon ve deney verileri kullanılarak test edildi. Sonuçlardan görüldüğü gibi başarılı elektriksel özellik geriçatılmaları, elektriksel özelliklerin değişim bölgelerini de içerecek şekilde bütün bölgelerde elde edildi. Tr-MREÖT yönteminin gürültüye karşı performansı da incelendi.