Comparación de secuencias de etiquetado arterial de spins pulsado (PASL) usando diferentes

Comparación de secuencias de  etiquetado arterial de spins pulsado (PASL) usando diferentes

métodos de cuantificación absoluta.  

M. Cavusoglu1, K. Ugurbil1,2, and K. Uludag1

1High-Field MRI Center, Max-Planck-Institute for biological Cybernetics, Tuebingen, Baden, Germany, 2Center for Magnetic Resonance Research, Radiology, Minnesota, Minneapolis, United States

Introducción

Las técnicas de Etiquetado Arterial de Spins (ASL) son capaces de proporcionar una información cuantitativa   acerca de la perfusión local del tejido (flujo sanguíneo cerebral CBF) por valoración del flujo de entrada de agua arterial etiquetada magnéticamente dentro de un corte de imagen. Diferentes secuencias ASL han sido propuestas para marcar el agua arterial y adquirir  la imagen control apropiada minimizando los efectos de la transferencia de magnetización.  Además para cuantificar el flujo sanguíneo cerebral absoluto (CBF), es necesario conocer la magnetización de equilibrio de la sangre M0b. En este estudio, la relación señal-ruido (SNR) de  3 diferentes secuencias de pulso fueron comparadas, a) Q2TIPS [1] b) FAIR-QUIPSS II [2] c) PICORE-QUIPSS II con pulsos BASSI asimétricos [3]. Porque la magnetización de equilibrio no puede ser fácilmente determinada, en vivo, 3 métodos diferentes han sido propuestos para sustituir este valor con: a) estimando  M0b desde M0 del seno sagital y sustancia blanca [4], o b) la magnetización promedio del  CSF, o c) M0 local del tejido escalado por el coeficiente de partición del agua [5],[6]. Podemos  mostrar que para parámetros de secuencia idénticos: a) FAIR-QUIPSS II tiene la más alta SNR b) FAIR-QUIPSS II da ligeramente más alta diferencia de señal de magnetización ( p.e. mayor CBF), c) la magnetización de equilibrio del CSF es más bajo mientras que los otros 2 métodos dan valores similares resultan en más bajo valor absoluto del CBF si  M0 del  CSF fue usado.

Métodos

8 sujetos humanos normales, se uso  un scaner de cuerpo completo  3T Siemens/Trio.  Parámetros de secuencias idénticos para los 3 esquemas de ASL. [TE=13ms; TR=2500ms; TI1=700ms; TI1s=900ms; TI2=1400ms; tamaño voxel=3.5x3.5x3mm3; 4 slice; 155 repeticiones] usamos  una región de etiquetado de 10 cms ubicado a 1 cms de gap relativo al límite proximal del  corte de imágenes, se corrigió el movimiento de los datos, se calcularon y registraron  la diferencia de las imágenes control y etiquetada. Para obtener solamente voxels de sustancia gris, la diferencia de imágenes fue umbralizada. Solamente los voxels pasando el umbral en las 3 secuencias ASL fueron incluidos en el subsecuente análisis.   La mitad de 2 cortes fue usado en todos los experimentos .La SNR promedio de la diferencia de imágenes  ASL de toda la sustancia gris fue computada. En orden , para evaluar la correlacion de la diferencia de señal, la diferencia de magnetización fue ploteada una contra otra y una línea curva fue equipada usando  iterativamente el método de los cuadrados mínimos reponderados.   La pendiente es una medida de correlacion de la diferencia de magnetización.  . Para la determinación de la magnetización de equilibrio, se usaron  los mismos parametros de secuencia de  arriba  excepto el TR y T2 fueron elegidos para ser 10.000ms and 4.000ms, respectivamente.

Resultados

El promedio de la diferencia de imágenes obtenidas con Q2TIPS (izq), FAIR-QII (medio) and PICORE-QII-BASSI (der) se muestran abajo.

[pic 1]        [pic 2]        [pic 3]

La SNR promedio (N = 8) de la diferencia de señal de ASL para loas 3 secuencias de pulso se muestran en la tabla de la izquierda. FAIR-QUIPSS II tiene la mayor SNR, BASSI la segunda más alta y  Q2TIPS la más baja. La pendiente de la curva ajustada refleja la diferencia de magnetización relativa que se muestra en la tabla del medio. FAIR-QUIPSS II tiene la mayor diferencia de señal de magnetization (proporcional al CBF), 4-7% mas alto que BASSI y Q2TIPS. Evaluamos el nivel de ruido para las imágenes control y etiquetada separadamente y encontramos que el ruido es  inferior en FAIR-QUIPSS II tanto en el experimento control como etiquetado (datos no mostrados).

...