Heute möchte ich einiges an Literatur über den Einsatz von superparamagnetischem Eisenoxid (SPIO) in der NMR vorstellen. Das Hauptanwendungsgebiet liegt im medizinischen Bereich und theoretisch könnte SPIO bspw. irgendwann Gd-DTPA und verwandte Kontrastmittel in der kardiovaskulären MRT ablösen.
Der älteste Artikel zum Thema, den ich auf Anhieb gefunden habe, stammt aus dem Jahre 2001 und ist unter dem Titel Quantitative Analysis of SPIO and USPIO Uptake Rate by Macrophages: Effects of Particle Size, Concentration, and Labeling Time in Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine, Volume 9, p. 880 erschienen.
Die Zeitschrift NMR in Biomedicine hat im November 2004 die Ausgabe 7 von Volume 17 speziell dem Thema eisen-induzierter NMR in biologischem Gewebe gewidmet:
Special Issue: Iron-fortified MRI: effects and applications of iron-induced NMR relaxation in biological tissues
In derselben Zeitschrift ist im vergangenen Jahr ein Artikel erschienen, in dem die Kontrastmittel Gd-DTPA und SPIO bei einer Feldstärke von 3 Tesla verglichen werden:
Measuring SPIO and Gd contrast agent magnetization using 3 T MRI
Abschließend möchte ich noch den Artikel Scaling of transverse nuclear magnetic relaxation due to magnetic nanoparticle aggregation vorstellen, der im Oktober dieses Jahres in der Zeitschrift Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Volume 322, Issue 20, erschienen ist.
Freitag, 26. November 2010
Donnerstag, 25. November 2010
Artikel des Tages: Visualization of Inert Gas Wash-Out During High- Frequency Oscillatory Ventilation Using Fluorine-19 MRI
Der heutige Artikel beschäftigt sich mit der Lungenbildgebung unter Anwendung von 19F als NMR-Sonde. Die Autoren sind Mitarbeiter des Uniklinikums Mainz bzw. der Universität Mainz.
Aus dem Abstract:
Erschienen ist der Artikel in der Zeitschrift Magnetic Resonance in Medicine, Volume 64, Issue 5, Seiten 1478-1483.
Aus dem Abstract:
High-frequency oscillatory ventilation is looked upon as a lung-protective ventilation strategy. For a further clarification of the physical processes promoting gas transport, a visualization of gas flow and the distribution of ventilation are of considerable interest. Therefore, fluorine-19 magnetic resonance imaging of the imaging gas octafluorocyclobutane (C4F8) during high-frequency oscillatory ventilation was performed in five healthy pigs. For that, a mutually compatible ventilation-imaging system was set up and transverse images were acquired every 5 sec using FLASH sequences on a 1.5 T scanner. Despite a drop in signal-to-noise ratio after the onset of high-frequency oscillatory ventilation, for each pig, the four experiments could be analyzed. A mean wash-out time (t) at 5 Hz of 52.7 6 18 sec and 125.9 6 39 sec at 10 Hz, respectively, were found for regions of interest including the whole lung.
This is in agreement with the clinical findings, in that washout of respiratory gases is significantly prolonged for increased high-frequency oscillatory ventilation frequencies.
Our study could be a good starting-point for a further optimization of high-frequency oscillatory ventilation.
Erschienen ist der Artikel in der Zeitschrift Magnetic Resonance in Medicine, Volume 64, Issue 5, Seiten 1478-1483.
Mittwoch, 24. November 2010
Artikel des Tages: A dynamic elastic model for segmentation and tracking of the heart in MR image sequences
Heute mal wieder ein Artikel zur Herzbildgebung.
Die Autoren Joël Schaerer, Christopher Casta, Jérôme Pousin und Patrick Clarysse fassen in ihrem Artikel den bisherigen Kenntnisstand zur Bildanalyse in der Herz-MRT zusammen und stellen eine neue Methodik für die Segmentierung und Bewegungsverfolgung bei Herzuntersuchungen vor. Dabei greifen sie die Methode der deformierbaren elastischen Vorlage (deformable elastic template) zurück, die sie um eine zeitliche Dimension erweitern. Dadurch soll das Modell robuster und eine gleichzeitige Auswertung aller zeitlichen Frames möglich werden.
Aus dem Abstract:
Der Artikel erscheint in der Dezemberausgabe der Zeitschrift Medical Image Analysis (Volume 14, Issue 6, Seiten 738-749).
Die Autoren Joël Schaerer, Christopher Casta, Jérôme Pousin und Patrick Clarysse fassen in ihrem Artikel den bisherigen Kenntnisstand zur Bildanalyse in der Herz-MRT zusammen und stellen eine neue Methodik für die Segmentierung und Bewegungsverfolgung bei Herzuntersuchungen vor. Dabei greifen sie die Methode der deformierbaren elastischen Vorlage (deformable elastic template) zurück, die sie um eine zeitliche Dimension erweitern. Dadurch soll das Modell robuster und eine gleichzeitige Auswertung aller zeitlichen Frames möglich werden.
Aus dem Abstract:
Strong prior models are a prerequisite for reliable spatio-temporal cardiac image analysis. While several cardiac models have been presented in the past, many of them are either too complex for their parameters to be estimated on the sole basis of MR Images, or overly simplified. In this paper, we present a novel dynamic model, based on the equation of dynamics for elastic materials and on Fourier filtering. The explicit use of dynamics allows us to enforce periodicity and temporal smoothness constraints. We propose an algorithm to solve the continuous dynamical problem associated to numerically adapting the model to the image sequence. Using a simple 1D example, we show how temporal filtering can help removing noise while ensuring the periodicity and smoothness of solutions. The proposed dynamic model is quantitatively evaluated on a database of 15 patients which shows its performance and limitations. Also, the ability of the model to capture cardiac motion is demonstrated on synthetic cardiac sequences. Moreover, existence, uniqueness of the solution and numerical convergence of the algorithm can be demonstrated.
Der Artikel erscheint in der Dezemberausgabe der Zeitschrift Medical Image Analysis (Volume 14, Issue 6, Seiten 738-749).
Donnerstag, 18. November 2010
Artikel des Tages: Investigating the predictive value of whole-brain structural MR scans in autism: A pattern classification approach
Der heutige Artikel liegt mir aus persönlichen Gründen besonders am Herzen.
Die AutorInnen stellen in ihrer Veröffentlichung ein Schema zur Früherkennung von Autismus mittels Magnetresonanztomographie vor. In einer Studie wurden diagnostizierte Autisten und zwei Kontrollgruppen mit symptomatisch ähnlichen Störungen (ADHS) bzw. ohne Störungen auf strukturelle Veränderungen im Gehirn untersucht. Dabei ergab sich offenbar eine signifikante Korrelation zwischen den Veränderungen im Gehirn der autistischen Probanden und der Schwere der autistischen Symptomatik.
Erschienen ist der Artikel im Januar 2010 in Volume 49 der Zeitschrift NeuroImage, Issue 1, Seiten 44-56.
Die AutorInnen stellen in ihrer Veröffentlichung ein Schema zur Früherkennung von Autismus mittels Magnetresonanztomographie vor. In einer Studie wurden diagnostizierte Autisten und zwei Kontrollgruppen mit symptomatisch ähnlichen Störungen (ADHS) bzw. ohne Störungen auf strukturelle Veränderungen im Gehirn untersucht. Dabei ergab sich offenbar eine signifikante Korrelation zwischen den Veränderungen im Gehirn der autistischen Probanden und der Schwere der autistischen Symptomatik.
Erschienen ist der Artikel im Januar 2010 in Volume 49 der Zeitschrift NeuroImage, Issue 1, Seiten 44-56.
Fundstücke: Einsatz von Jod in der Festkörper-NMR
Der Einsatz von Spin-1/2-Kernen wie Wasserstoff (1H) oder Fluor (19F) in der NMR ist gut bekannt, weniger bekannt ist möglicherweise, daß man auch mit sog. Quadrupolkernen NMR machen kann. Ein solcher Kern ist bspw. Jod, genauer gesagt 127I mit einem Spin von 5/2. Bei einem Kern mit Spin 1/2 ergeben sich aus der Zeeman-Aufspaltung im Magnetfeld zwei Energieniveaus. Allgemein ist die Anzahl der Energieniveaus bei der Zeeman-Aufspaltung proportional zum Spin. Ein Kern mit Spin 3/2 spaltet in 4 Energieniveaus auf, ein Kern mit Spin 5/2 in 6 Niveaus usw., sodaß weitere Übergänge zwischen den einzelnen Niveaus möglich sind.
Man spricht dann z.T. eher von Nuclear Quadrupol Resonance (NQR).
Es gibt einige Webseiten, die über den Einsatz von Jod in der NMR informieren und Literatur auflisten. Vorstellen möchte ich die Seite von Pascal P. Man aus Paris, der eine Menge Infos zu dem Thema zusammengetragen hat und dieses auch einzeln nach NQR-Kernen (z.B. 2D oder 127I) sortiert hat. Sein Informationsangebot ist meines Erachtens gegenüber den anderen Seiten herausragend und ich hoffe, daß er es noch lange pflegt.
Man spricht dann z.T. eher von Nuclear Quadrupol Resonance (NQR).
Es gibt einige Webseiten, die über den Einsatz von Jod in der NMR informieren und Literatur auflisten. Vorstellen möchte ich die Seite von Pascal P. Man aus Paris, der eine Menge Infos zu dem Thema zusammengetragen hat und dieses auch einzeln nach NQR-Kernen (z.B. 2D oder 127I) sortiert hat. Sein Informationsangebot ist meines Erachtens gegenüber den anderen Seiten herausragend und ich hoffe, daß er es noch lange pflegt.
Samstag, 13. November 2010
Artikel des Tages: An electromagnetic reverse method of coil sensitivity mapping for parallel MRI – Theoretical framework
Es geht wieder weiter - mit einem Artikel über Algorithmen für parallele Bildgebung.
Die Autoren Jin Jin, Feng Liu, Ewald Weber, Yu Li und Stuart Crozier von der University of Queensland in Brisbane (Australien) schreiben im Abstract:
Der Artikel ist im November 2010 bei der Zeitschrift Journal of Magnetic Resonance erschienen (Volume 207, Issue 1, Seiten 59-68).
Die Autoren Jin Jin, Feng Liu, Ewald Weber, Yu Li und Stuart Crozier von der University of Queensland in Brisbane (Australien) schreiben im Abstract:
In this paper, a novel sensitivity mapping method is proposed for the image domain parallel MRI (pMRI) technique. Instead of refining raw sensitivity maps by means of conventional image processing operations such as polynomial fitting, the presented method determines coil sensitivity profiles through an iterative optimization process. During the algorithm implementation the optimization cost function is defined as the difference between the raw sensitivity profile and the desired profile. The minimization is governed by the physics of low-frequency electromagnetic and reciprocity theories. The performance of the method was theoretically investigated and compared with that of a traditional polynomial fitting, against a range of system noise levels. It was found that, the new method produces high-fidelity sensitivity profiles with noise amplitudes, measured as root mean square deviation an order of magnitude less than that of the polynomial fitting method. Using the sensitivity profiles generated by our method, SENSE (sensitivity encoding) reconstructions produce significantly less image artefacts than conventional methods. The successful implementation of this method has far-reaching implications that accurate sensitivity mapping is not only important for parallel reconstruction, but also essential for its transmission analogy, such as Transmit SENSE.
Der Artikel ist im November 2010 bei der Zeitschrift Journal of Magnetic Resonance erschienen (Volume 207, Issue 1, Seiten 59-68).
Donnerstag, 11. November 2010
Videos: Grundlagen von NMR und MRT
Obwohl inzwischen die November-Ausgaben vieler Publikationen erschienen sind, möchte ich heute statt eines Artikels die Videos von Paul Callaghan vorstellen.
Die Gesamtheit des Videokurses ist bei Youtube zu finden, ich stelle hier nur das erste Video ein.
Die Gesamtheit des Videokurses ist bei Youtube zu finden, ich stelle hier nur das erste Video ein.
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