一个组合血动力学和代谢交换 (HEMEX) 模型用于体内高极化CMRI¹³

科学领域:

• 磁共振成像是一种磁共振成像技术.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 生理学 生理学 生理学

背景情况:

• 动态超极化[1-13C]pyruvateMRI对于代谢成像至关重要.
• 现有的模型难以准确量化新陈代谢率,因为其对模拟生理过程的局限性.
• 需要一个整体化的模型,整合动脉输入,毛细管过渡和跨膜提取.

研究的目的:

• 为动态超极化[1-13C]pyruvateMRI开发一个概括的生理学信息化的隔间模型.
• 为了更高的准确性,明确地整合动脉输入,毛细血管过渡和跨膜提取.
• 提高在各种生理条件下对代谢率量化的解释性.

主要方法:

• 一个结合的HEmodynamic和MEtabolic eXchange (HEMEX) 模型被开发出来.
• 该模型结合了血管和组织空间,动脉输入功能和毛细血管传输时间分布.
• 蒙特卡洛模拟和体内猪数据被用于模型评估和与DCE成像进行比较.

主要成果:

• 在典型的体内SNR水平下,HEMEX模型的装配令人满意.
• 在提取有限的场景中,HEMEX准确地模拟了酸盐到乳酸盐的转化率 (kPL),性能优于比率计方法.
• 在猪脏中,HEMEX衍生的和DCE衍生的平均传输时间之间发现了适度的相关性.

结论:

• 在HEMEX模型有效地解血动力学和代谢动力学,以进行可靠的量化.
• 它为超极化[1-13C]pyruvateMRI提供了生理上可解释的结果.
• 未来的工作将将该模型扩展到其他代谢物,并在各种器官和病理中验证它.