אלסטוגרפיה של תהודה מגנטית להערכת תכונות ויסקו-אלסטיות

תקציר

מקור: }Feng, Y., et al. אפיון ויסקו-אלסטי של פנטומים ג'לטין המחקים רקמות רכות באמצעות הזחה ואלסטוגרפיה של תהודה מגנטית. J. Vis. exp. (2022)
}

}סרטון זה מדגים את השיטה של אלסטוגרפיה בתהודה מגנטית (MRE) להערכת תכונות ויסקו-אלסטיות של רקמות על ידי ניתוח התפשטות גלי גזירה דרך פנטום ג'לטין, המחקה רקמת מוח. התהליך כולל יצירה ולכידה של גלי גזירה באמצעות הדמיית תהודה מגנטית או MRI וניתוח דפוסי גלים כדי להבדיל בין נוקשות הרקמות.

פרוטוקול

1. הכנת פנטום ג'לטין

1. שקלו ג'לטין, גליצרול ומים לפי טבלה 1. מערבבים את אבקת הג'לטין עם מים לקבלת תמיסת הג'לטין.
   NOTE: טבלה 1 מראה את ריכוזי הרכיבים הבודדים ששימשו להכנת שני הפנטומים. ככל שריכוז הג'לטין גבוה יותר, כך הפנטום נוקשה יותר.
2. מחממים את תמיסת הג'לטין ל-60 מעלות צלזיוס באמבט מים. הוסף גליצרול לתמיסת הג'לטין תוך שמירה על הטמפרטורה.
   NOTE: גליצרול מייצב תערובות ג'לטין על ידי הגדלת טמפרטורת ההיתוך ומודול הגזירה שלהן17.
3. מערבבים את התמיסה ומחממים אותה שוב ל-60 מעלות צלזיוס. יוצקים את התמיסה המעורבת למיכל שישמש לבדיקות אלסטוגרפיה של תהודה מגנטית (MRE) והזחה. מצננים את התמיסה לטמפרטורת החדר ומחכים עד שהתמיסה תתמצק.

2. אלסטוגרפיה של תהודה מגנטית או MRE >

1. הנח את לוחית הרטט על גבי פנטום הג'לטין. ודא שהמגע בין הפנטום ללוחית הרטט יציב (איור 1A).
   NOTE: לוחית הרטט עשויה מפוליאמיד במימד של 50 x 50 x 5 מ"מ³.
2. הנח את פנטום הג'לטין בסליל הראש. שים ספוגים ושקי חול סביב פנטום הג'לטין כדי לוודא שהפנטום ממוקם היטב. השתמש במפעיל אלקטרומגנטי שנבנה בהתאמה אישית עם פס שידור. התקן מפעיל אלקטרומגנטי על סליל הראש. חבר את סרגל השידור ללוחית הרטט (איור 1B).
3. חבר את קווי החשמל של המפעיל עם המגבר. חבר את קווי הבקרה עם הבקר (איור 1C).
4. הגדרות פרמטר של מפעיל וסריקת MRI
   1. הגדר את צורת הגל, תדר הרטט והמשרעת במחולל הפונקציות. הגדר את הרטט הרצוי ampמשרעת על ידי כוונון הכוח ampחיים יותר.
      NOTE: כאן, צורת הגל מוגדרת לסינוסואידלי במחולל הפונקציות; תדר הרטט מוגדר ל-40 הרץ או 50 הרץ, והמשרעת מוגדרת ל-1.5 Vpp. במגבר ההספק יחס ההגברה מוגדר ל -40%.
   2. הגדר את מחולל הפונקציות לעבוד במצב ההדק. חבר את קו ההדק ליציאת ההדק החיצונית של מכונת ה-MRI (הדמיית תהודה מגנטית).
   3. הגדר את תדר סריקת ה-MRE (מפעיל) זהה לזה של מחולל הפונקציות, כך ששיפוע קידוד התנועה יסונכרן עם תנועת לוחית הרטט.
5. מדידה וניתוח נתונים
   1. בצע את הליכי מיקום ההדמיה השגרתיים. השתמש ברצף MRE מבוסס הד שיפוע דו-ממדי (GRE) להדמיה של פנטום הג'לטין20. הגדר את פרמטרי ההדמיה של GRE-MRE באופן הבא: זווית היפוך = 30°; TR/TE = 50/31 אלפיות השנייה; שדה ראייה = 300 מ"מ; עובי הפרוסה = 5 מ"מ; גודל Voxel = 2.34 x 2.34 מ"מ².
   2. מדוד את תמונות הפאזה בארבע נקודות זמן במחזור סינוסואידלי אחד. החל מעברי קידוד תנועה חיוביים ושליליים בכל נקודת זמן.
   3. בהתבסס על תמונת הפאזה שנרכשה, הסר את שלב הרקע על ידי הפחתת תמונות הפאזה המקודדות החיוביות והשליליות. פרקו את השלב עם אלגוריתם מבוסס מיון אמינות.
   4. חלץ את המרכיב העיקרי של התנועה על ידי החלת טרנספורמציה פורייה מהירה על תמונות הפאזה הלא עטופות. סנן את תמונת הפאזה עם מסנן פס פס דיגיטלי. הערך את מודול הגזירה עם אלגוריתם היפוך ישיר דו-ממדי (DI) כדי להשיג מודול אחסון G' ומודול אובדן G'.
      NOTE: תדר הניתוק של מסנן הפס הוא [0.04 0.08]. גודל חלון ההתאמה של אלגוריתם DI הוא 11 x 11.

טבלה 1: המסה וריכוז המסה של הג'לטין, הגליצרול והמים המשמשים להכנת שני פנטומי הג'לטין. יחידת המסה היא גרמים.

	Gelatin	water	גליצרול	Total
Phantom 1	100 (4.35%)	1200 (52.17%)	1000 (43.48%)	2300 (100%)
Phantom 2	160 (6.96%)	1140 (49.56%)	1000 (43.48%)	2300 (100%)

תוצאות

חומרים