Mapping of Proton Relaxation Near Superparamagnetic Iron Oxide Particle–Loaded Polymer Threads for Magnetic Susceptibility Difference Quantification
Mapping of Proton Relaxation Near Superparamagnetic Iron Oxide Particle–Loaded Polymer Threads for Magnetic Susceptibility Difference Quantification
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用于磁化率差异定量的超顺磁性氧化铁颗粒负载聚合物线附近的质子弛豫图
DOI：
10.1097/rli.0b013e3182484fdf
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发表时间：
2012
影响因子：
6.7
通讯作者：
Kuhl CK
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Donker HC;Kramer NA;Otto J;Klinge U;Slabu I;Baumann M;Kuhl CK
目标由于螺纹尺寸和材料特性较小，包括磁共振成像 (MRI) 在内的传统放射学方法无法使聚合物手术网状植入物可视化。为了对此类网格进行 MRI 描绘，将超顺磁性氧化铁颗粒 (SPIO) 集成到网格聚合物中。通常，如果 SPIO 用作静脉造影剂，它们会增加相邻质子的 R1 和 R2。可以假设将 SPIO 嵌入聚合物中会改变其分子动力学。本研究的目的是研究聚合物中SPIO整合对相邻质子弛豫的影响。材料和方法将聚合物线放置在琼脂糖模型中。在 1.5 T 处，R1、R2 和 R2* 图分别根据多反转恢复自旋回波、多自旋回波和多梯度回波图像计算。螺纹平行或正交于 B 0 排列。结果未观察到 SPIO 对质子 R1 和 R2 的影响。 R2* 因 SPIO 加载线程而增加。 R1 和 R2 振幅图显示 SPIO 负载线周围的磁化率差异为 0.97 ppm/(mg SPIO/g 聚合物)。结论与水溶液中的 SPIO 相比，聚合物嵌入的 SPIO 不会影响质子 R1 和 R2。然而，嵌入式 SPIO 会产生很强的局部静态磁场梯度。因此，SPIO 集成适合控制聚合物线的磁化率。这可用于使用 R2* 敏感序列在 MRI 中可视化植入的基于聚合物的网格。由于没有观察到嵌入网格线中的 SPIO 对相邻质子的 R1 和 R2 产生影响，因此在 R1 和 R2 图中可以观察到与植入网格相邻的结构。
ObjectivesConventional radiological methods, including magnetic resonance imaging (MRI), fail to visualize polymeric surgical mesh implants because of small thread dimensions and material characteristics. For MRI delineation of such meshes, superparamagnetic iron oxide particles (SPIOs) are integrated in the mesh polymer. Usually, if SPIOs are used as an intravenous contrast agent, they increase the R1 and R2 of adjacent protons. It can be assumed that embedding SPIOs in polymers alters their molecular dynamics. The aim of this study was to investigate the influence of SPIO integration in polymer on the relaxation of adjacent protons.Materials and MethodsPolymer threads were placed in an agarose phantom. At 1.5 T, R1, R2, and R2* maps were calculated from multi inversion-recovery spin echo, multi–spin echo, and multi–gradient echo images, respectively. The threads were aligned parallel or orthogonal to B 0.ResultsNo impact of SPIO on proton R1 and R2 was observed. R2* was increased by the SPIO-loaded threads. R1 and R2 amplitude maps showed a magnetic susceptibility difference of 0.97 ppm/(mg SPIO/g polymer) around SPIO-loaded threads.ConclusionsIn contrast to SPIO in aqueous solutions, polymer-embedded SPIO do not affect proton R1 and R2. However, embedded SPIO generate strong local static magnetic field gradients. Thus, SPIO integration is suitable to control the magnetic susceptibility of polymer threads. This can be exploited to visualize implanted polymer-based meshes in MRI using R2* susceptible sequences. Because no impact on R1 and R2 of adjacent protons by SPIO embedded in mesh threads was observed, structures adjacent to implanted meshes will be observable in R1 and R2 maps.
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通讯作者：
M. Hodenius;T. Niendorf;G. Krombach;W. Richtering;T. Eckert;H. Lueken;Manfred Speldrich;R. Günther;M. Baumann;S. Soenen;M. de Cuyper;T. Schmitz-Rode
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