m+Medelevator.RU
← Поиск публикаций
Scientific reports · 2025

МРТ с одноквантовым натрием на уровне 3 Т для разделения натриевых сигналов моно- и биТ2.

СтатьяНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Qian Yongxian, Lin Ying-Chia, Chen Xingye, Ge Yulin, Lui Yvonne W, Boada Fernando E

Аннотация

Из-за десятикратной разницы в концентрации натрия на мембранах, которая активно поддерживается насосом с натрием-потассием (Na+-K+), клеточный ионный баланс очень чувствительн. Разрывы в этом насосе или мембранной целостности, наблюдаемые в таких неврологических расстройствах, как эпилепсия, множественный склероз, биполярное заболевание и легкая травма головного мозга, приводят к увеличению внутриклеточного натрия. Однако это изменение клеточного уровня часто маскируется доминирующим внеклеточным сигналом натрия, что затрудняет проведение различия между популяциями натрия с моно- и биэкспонентным поперечным (T2) разложением, особенно с учетом низкого соотношения сигнала к шуму (SNR) даже на продвинутом клиническом поле в 3 тесла. Здесь мы предлагаем новый метод, который задействует внутреннюю разницу в разложениях Т2, приобретая одноквантовые изображения в многократное время эха (TEs) и применяя матрицу Voxel-wise для точного разделения сигнала. Используя числовые модели, агарные фантомы и человеческие предметы, мы достигли высокой точности разделения фантомов (95,8 процента для моноТ2 и 72,5-80,4 процента для биТ2) и продемонстрировали клиническую осуществимость для человека. Такой подход может обеспечить раннее обнаружение неврологических расстройств и раннюю оценку реакции на клеточном уровне с использованием МРТ натрия при температуре 3 Т.
Оригинал публикации

Single-quantum sodium MRI at 3 T for separation of mono- and bi-T2 sodium signals.

Sodium magnetic resonance imaging (MRI) is highly sensitive to cellular ionic balance due to tenfold difference in sodium concentration across membranes, actively maintained by the sodium-potassium (Na+-K+) pump. Disruptions in this pump or membrane integrity, as seen in neurological disorders like epilepsy, multiple sclerosis, bipolar disease, and mild traumatic brain injury, lead to increased intracellular sodium. However, this cellular-level alteration is often masked by the dominant extracellular sodium signal, making it challenging to distinguish sodium populations with mono- vs. bi-exponential transverse (T2) decays-especially given the low signal-to-noise ratio (SNR) even at an advanced clinical field of 3 Tesla. Here, we propose a novel technique that leverages intrinsic difference in T2 decays by acquiring single-quantum images at multiple echo times (TEs) and applying voxel-wise matrix inversion for accurate signal separation. Using numerical models, agar phantoms, and human subjects, we achieved high separation accuracy in phantoms (95.8% for mono-T2 and 72.5-80.4% for bi-T2) and demonstrated clinical feasibility in humans. This approach may enable early detection of neurological disorders and early assessment of treatment responses at the cellular level using sodium MRI at 3 T.

Предметные рубрики MeSH

ИП Урсолов Владлен Сергеевич

ИНН 500118482352 · ОГРНИП 314500117700049

Реквизиты и контакты