اندازه گيري اثر CEST براي عاملهاي كنتراست پارامگنتيك در تصويربرداري به روش تشديد مغناطيسي

Studying CEST effect in magnetic resonance imaging by paramagnetic contrast agent

امروزه تصويربرداري مولكولي به سبب تشخيص زود هنگام بيماريها در مكانيزمي غير تهاجمي با استفاده از اسكنر MRI از جايگاه مهمي برخوردار شده است. رديابي عاملهاي كنتراست داخلي و خارجي در قالب فرآيند تبادل شيميايي، كه به اثر CEST مشهور است تحول بنيادي در اين زمينه ايجاد كرده است. وجود ارتباط معين بين نرخ تبادل شيميايي و شاخص هاي باليني (دما، مصرف گلوكز، PH و موارد ديگر)، زمينه تحقيقاتي گسترده ايي را جهت اندازه گيري و كمي سازي اثر CEST را فراهم كرده است. اين مقاله تلاش مي كند يك راهكار تحليلي دقيق براي اين موضوع در قالب يك فرمول رياضي بسته را تهيه كند. در اين راستا ضمن شناسايي عوامل تخريبي موثر و حذف آنها، تلاش مي شود رابطه اي منطبق با مطالعات واقعي بر اساس ساختار بافت هاي بدن ارائه گردد. نتايج اين مقاله تطابق مناسب روش پيشنهادي با روش اندازه گيري غير متقارن (كه مورد استناد بسياري از محققين است) را نشان مي دهد. اين نتايج بر مبناي داده هاي معتبر و در شرايط مختلف شبيه سازي، انجام گرفته است. با دستيابي به اين رابطه امكان بهينه سازي و درك نحوه وابستگي به پارامترهايي از جمله ميزان غلظت عامل كنتراست، نرخ تبادل شيميايي، ويژگي هاي پالس RF (دامنه و عرض پالس) فراهم مي گردد.

Molecular imaging has become one of the most significant development in magnetic resonance imaging (MRI) in the last decade for disease diagnosis and therapy. A novel MRI contrast strategy named Chemical Exchange Saturation Transfer (CSET) can detect molecular biomarkers. CEST MRI has recently been applied to measure temperature, PH, metabolites such as glucose, glycogen and lactate. The present study aims as determining a new accurate definition of the CEST effect in closed mathematical formula. This definition is formulated by solving the Bloch-McConnell equation based on eigenspace solution that considered two undesired important factors as direct water saturation and magnetization transfer (MT). The extracted formulation is compared with MTR asymmetry model in the three-pool system, using synthetic data that are similar to the muscle tissue. Our simulation results show the proposed formulation is agreement with MTR asymmetry model in different situations based on valid dataset. This formulation is helped to finding dependency between various parameters such as chemical exchange rate, contrast agent population and RF pulse parameters (amplitude and duration) and CEST effect.