化学交换饱和传递磁共振成像建模与仿真.pdf

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1、第4O卷第4期兰州理工大学学报Vo1．40No．42014年8月JournalofLanzhouUniversityofTechnologyAug．2014文章编号：1673—5196(20l4)O4一o071一O5化学交换饱和传递磁共振成像建模与仿真肖红，肖刚，吴仁华。(1．韩山师范学院陶瓷学院，广东潮州521041；2．韩山师范学院数学与应用数学系，广东潮州521041；3．汕头大学医学院第二附属医院放射科，广东汕头440500)摘要：为解决化学交换饱和传递(CEST)磁共振成像(MRI)脉冲序列

2、参数优化设计困难的问题，提出基于脉冲序列模型的仿真方法．依据CEST的基本原理和饱和脉冲序列的特点，建立脉冲CESTMRI数学模型．通过仿真CESTMRI与脉冲序列各参数定量关系，得到CESTMRI与化学交换律存在单调关系的扫描序列参数，实现在给定实验条件下快速获得序列优化参数的方法．关键词：化学交换饱和传递；磁共振成像；脉冲序；优化参数；CEST对比中图分类号：0604；029文献标识码：AModelingandsimulationofchemicalexchangesaturationtransf

3、ermagneticresonanceimagingXIAOHong，XIAOGang，WrURen-hua。(1．SchoolofCeramics，HansbanNormalUniversity，Chaozhou521041，China；2．DepartmentofMathandAppliedMathematical，Hans—hanNormalUniversity，Chaozhou521041，China；3．DepartmentofRadiology，2ndAffiliatedHospitalo

4、fShantouUniversityMedialCol—lege，Shantou440500，China)Abstract：InordertodealwiththehardproblemsOffindingthepulsesequenceoptimalparametersofchemicalexchangesaturationtransfer(CEST)magneticresonanceimaging(MRI)，asimulationmethodwaspresentedbaseonthepulsese

5、quencemode1．Themathematicmodelofpulsed-CESTMR1wasestab—IishedbasedonthebasicprincipleofCESTandthecharacteristicsofthesaturatedpulsesequence．ThroughthesimulationofquantitativerelationshipofCESTMRItotheparametersofthepulsesequence，thescanningsequenceparam

6、eterswereobtainedforthecasewhenamonotonerelationexistedbetweenCESTMRIandchemicalexchangerate．Afastmethodforobtainingsequenceoptimizationparameterswasrealizedunderagivenexperimentalcondition．Keywords：chemicalexchangesaturationtransfer；magneticresonanceim

7、aging；pulsesequence；opti—mizedparameters；CESTcontrast化学交换饱和转移(CEST)磁共振成像(MRI)前期研究CESTMRI的方法主要是在采集图像可以检测细胞组织微环境酸碱度(pH值)的变化，信号之前施加一个连续的射频脉冲[4-引．由于连续射它是目前唯一利用细胞内源性对比剂无损伤测量细频脉冲照射细胞组织时间较长，导致射频能量聚集在胞pH值的一种分子成像技术[1]．由于细胞微环境组织中，因此这种技术不适用于医学临床的应用[6]．pH值偏低是引发肿瘤病变

8、的一个重要因素_2]，因目前，国内外的研究者认为使用多个短射频脉冲可以此，利用CESTMRI技术显示人体组织细胞微环境有效的解决射频能量集中的问题[6_．由于CESTpH值分布，将会给肿瘤的早期诊断提供一种直观MRI与饱和脉冲的时长和强度，以及采集图像的脉冲快捷的工具【_3]．序列等参数密切相关，获取反映pH值敏感性变化的短射频脉冲扫描序列优化参数是困难的【6．．为获取收稿日期：2013-10-25扫描序列优化参数，通常使用的方法是通过实验观察基金项目：