스포일드 그래디언트 에코 펄스 시퀀스를 이용한 대비 농도 측정의 불확실성과 편향

동적 대비 강화 자기 공명 영상(DCE-MRI)은 조직 생리학을 평가하기 위해 널리 사용되는 기술입니다. 스포일드 그래디언트 에코(SPGR) 펄스 시퀀스는 DCE-MRI 데이터 수집을 위한 가장 일반적인 방법 중 하나로, 강력한 T(1) 가중치와 함께 높은 시간 및 공간 해상도를 제공합니다. SPGR 신호를 농도로 변환하는 방법이 간략하게 검토되고, 유한 신호 대 잡음 비율(SNR) 및 기초 스캔 시간에 대한 농도 측정 불확실성을 위한 새로운 닫힌 형태의 표현이 유도됩니다. 이 결과는 임의의 농도 의존 완화율에 적용 가능하며, 이론적인 SPGR 신호 방정식과 동일한 영역에서 유효합니다. 측정 가능한 농도의 하한과 상한에 대한 표현도 유도됩니다. 농도 불확실성을 최소화하는 농도 및 조직 의존 최적 플립 각도의 존재가 입증되었으며, 임상적으로 관련 있는 펄스 시퀀스 매개변수에 대해 이 최적 플립 각도가 해당하는 에른스트 각도보다 상당히 크다는 것이 보여집니다. DCE-MRI 문헌의 세 가지 펄스 시퀀스 분석은 여기서 논의된 방법을 사용한 플립 각도 최적화가 0.5-5.0 mM 농도 범위에서 효과적인 SNR 개선을 최소한의 또는 전혀 손실 없이 10-1166% 향상시킬 가능성을 보여 줍니다. 세 연구 환자의 생체 내 데이터는 농도 측정 불확실성에 대한 우리의 이론적 표현에 대한 추가적인 지지를 제공하며, 예측된 값과 실험적 추정치는 +/- 30% 이내에서 일치합니다. 플립 각도의 편향 및 대비 전 완화 시간과 대비 완화도(종방향 및 횡방향)에서 비롯되는 농도 편향에 대한 방정식도 닫힌 형태로 유도됩니다. 결과 방정식은 고대비 농도에서 플립 각도 및/또는 대비 전 종방향 완화 시간의 상대적으로 작은 잘못 지정으로 인해 농도 측정에 상당한 편향을 초래할 가능성을 보여줍니다.