虚拟肝脏铁过载模型的模拟和R₂ *估计使用多谱脂肪水模型对1.5T和3T的GRE和UTE收购进行模拟

科学领域:

• 磁共振成像 (MRI) 是一种磁共振成像技术.
• 医学物理 医学物理
• 放射学 放射学是一门学科.

背景情况:

• R2*-MRI是一种评估肝脏铁含量 (HIC) 的非侵入性方法,是肝脏活检的替代方法.
• 多谱脂肪-水R2*建模技术 (NLSQ,ARMA) 考虑脂肪,这可能会混HIC测量在同时存在的铁过载和肥症.
• 缺乏对这些模型在各种获取方法和全临床HIC范围 (0-40 mg Fe/g) 中进行系统的研究.

研究的目的:

• 评估多光谱R2*模型的准确性和精度,用于梯度回声 (GRE) 和超短回声时间 (UTE) 的MRI采集.
• 为了评估各种回声间距 (ΔTE) 和最大回声时间 (TEmax) 的性能,在1.5 T和3 T.
• 将多谱模型与单指数模型和现有的 in vivo R2*-HIC校准进行比较.

主要方法:

• 基于组织学构建虚拟铁过载模型.
• 蒙特卡洛模拟用于合成MRI信号,以获得具有不同参数 (TE1, ΔTE, TEmax) 的GRE和UTE.
• 使用铁化幻象研究与实验GRE和UTE收购进行验证.

主要成果:

• 对于GRE,多谱ARMA和NLSQ模型比单指数模型和体内校准更高的R2*-HIC斜率.
• 对于UTE,较短的ΔTE (≤0.5毫秒) 和较长的TEmax (≥6毫秒),多谱和单指数模型在1.5T和3T时显示了类似的R2*-HIC斜率和精度 (<25%CV).
• 幻影分析证实,在所有模型中,与GRE相比,UTE收购显著改善了R2*估计.

结论:

• 使用UTE采集,特别是更短的回声间距和更长的TEmax,可以使用多谱模型准确和精确地定量R2*-HIC.
• 在优化条件下,使用UTE的多谱模型显示了与单指数模型可比的性能,优于GRE收购.
• 未来的研究应该专注于多谱脂肪-水模型在同时存在的铁过载和肥症的条件下进行全面的量化.