粘弾性特性を評価するための磁気共鳴エラストグラフィ

磁気共鳴エラストグラフィー (MRE) は、せん断波の伝播を分析することにより、剛性や弾性などの組織の粘弾性特性を測定します。

MREを実行するには、組織を模倣するように設計され、磁気共鳴画像法またはMRIヘッドコイルに固定されたゼラチンファントムから始めます。

ファントムは、振動板を介して電磁アクチュエータに接続されています。

アクチュエータをファンクションジェネレータに取り付けて、振動板を通ってファントムに伝達されるせん断波を生成します。

同時に、MRIスキャンを開始します。

せん断波が伝播すると、MRIはその動きを位相画像として捉えます。

アルゴリズムを使用してこれらの画像を処理し、さまざまな色がさまざまな波の位相を表すせん断波伝播パターンを分離します。

ゼラチンファントムを通る波の伝播が遅いことを示す拡張波パターンは、その軟部組織のような特性を示唆しています。

一方、密な波パターンは波の伝播が速いことを示し、硬い組織のような特性を示唆しています。

ゼラチンファントムをヘッドコイルに入れます。次に、ゼラチンファントムの上に振動プレートを置きます。ファントムと振動板の接触がしっかりしていることを確認してください。ゼラチンファントムの周りにスポンジと土のうを置き、ファントムがしっかりと配置されていることを確認します。ヘッドコイルに電磁アクチュエータを取り付け、トランスミッションバーを振動プレートに接続します。

アクチュエーターとアンプの電源線を接続し、次に制御線をコントローラーに接続します。ファンクションジェネレータの波形、振動周波数、振幅を設定します。パワーアンプを調整して、希望の振動振幅を設定します。次に、関数発生器がトリガーモードで動作するように設定します。トリガーラインをMRI装置の外部トリガーポートに接続します。

MREスキャン周波数をファンクションジェネレータのスキャン周波数と同じに設定して、モーションエンコーディング勾配が振動板の動きと同期するようにします。次に、反転角度を 30 度、TR と TE を 50 ミリ秒と 31 ミリ秒、視野を 300 ミリメートル、スライスの厚さを 5 ミリメートル、ボクセル サイズを 2.34 x 2.34 平方ミリメートルに設定します。

1つの正弦波サイクルで4つの時間点で位相画像を測定します。各時点で正と負の両方のモーションエンコード勾配を適用します。取得した位相画像に基づいて、正と負の符号化位相画像を差し引いてバックグラウンド位相を削除します。信頼性ソートベースのアルゴリズムでフェーズをアンラップします。

ラップされていない位相画像に高速フーリエ変換を適用して、運動の主成分を抽出します。デジタルバンドパスフィルターで位相画像をフィルタリングし、2D直接反転アルゴリズムでせん断弾性率を推定して、記憶弾性率Gプライムと損失弾性率Gダブルプライムを取得します。