Steady-state functional MRI using spoiled small-tip fast recovery imaging.
Steady-state functional MRI using spoiled small-tip fast recovery imaging.
复制标题
使用破坏的小尖快速恢复成像的稳态功能性MRI。
DOI：
10.1002/mrm.25146
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发表时间：
2015-02
影响因子：
3.3
通讯作者：
Nielsen, Jon-Fredrik
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sun, Hao;Fessler, Jeffrey A.;Noll, Douglas C.;Nielsen, Jon-Fredrik
关键词：
为了确定最近提出的稳态磁共振成像（MRI）序列，“小尖端快速恢复”（STFR），是否可以用于脑功能成像。与现有的基于T2* 对比度和长回波时间（TE）的功能性MRI（fMRI）相比，STFR具有高分辨率成像的潜力，可减少B 0伪影，如几何失真、模糊或局部信号丢失。我们使用Monte Carlo Bloch模拟来计算BOLD和STFR在休息和激活期间的体素平均稳态信号。STFR依赖于一个定制的“尖上”射频（RF）脉冲，以使每个数据读出段后的自旋与纵轴对齐，在这里，我们使用针对运动皮层中的2D感兴趣区域（ROI）定制的尖上脉冲进行了体内STFR fMRI实验的概念验证。在多个受试者上进行实验以测试功能激活图的可靠性。布洛赫模拟预测一个可检测的功能信号，主要取决于内体素失相，只有微弱的自旋扩散。STFR产生类似的激活地图和信号变化的BOLD在手指敲击实验，并显示出可靠性BOLD。STFR可以产生功能对比（即使是短TE），并且是长TE（T2*）fMRI的潜在替代方案。功能对比度主要来自T2*-样退相和定制的尖端脉冲之间的相互作用，而不是来自自旋扩散。
To determine whether a recently-proposed steady-state magnetic resonance imaging (MRI) sequence, “small-tip fast recovery” (STFR), can be used for functional brain imaging. Compared to existing functional MRI (fMRI) based on T2*-contrast and long echo time (TE), STFR has the potential for high-resolution imaging with reduced B0 artifacts such as geometric distortions, blurring, or local signal dropout. We used Monte Carlo Bloch simulations to calculate the voxel-averaged steady-state signal during rest and activation, for BOLD and STFR. STFR relies on a tailored “tip-up” radiofrequency (RF) pulse to align the spins with the longitudinal axis after each data readout segment, and here we performed proof-of-concept in vivo STFR fMRI experiments using a tip-up pulse tailored to a 2D region-of-interest (ROI) in motor cortex. Experiments were performed on multiple subjects to test reliability of the functional activation maps. Bloch simulations predict a detectable functional signal that depends mainly on intra-voxel dephasing, and only weakly on spin diffusion. STFR produces similar activation maps and signal change as BOLD in finger-tapping experiments, and shows reliability comparable to BOLD. STFR can produce functional contrast (even with short TE), and is a potential alternative to long-TE (T2*) fMRI. The functional contrast arises primarily from the interaction between T2*-like dephasing and the tailored tip-up pulse, and not from spin diffusion.
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