Simultaneous Acquisition of Water-Fat species and Velocity Images in MRI
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Date
2025
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Abstract
Las enfermedades cardio metabólicas, impulsadas principalmente por las enfermedades cardiovasculares (ECVs), representan una amenaza significativa para la salud global. A diferencia de los factores de riesgo tradicionales, los marcadores basados en imágenes ofrecen una comprensión mas matizada de los cambios anatómicos y fisiológicos asociados con estas enfermedades. La resonancia magnética (RM) se destaca como una técnica capaz de proporcionar información cuantitativa detallada sobre el sistema cardiovascular y el estado metabólico, incluyendo la composición corporal y la cuantificación de grasa. Sin embargo, la adquisición de imágenes por RM presenta un desafío debido a su lentitud, dificultando la obtención oportuna de imágenes cardiovasculares y metabólicas. En este estudio, abordamos las dificultades que enfrenta la RM de contraste de fase (PC-MRI) cuando se somete a desafíos fisiológicos, incluidos el movimiento respiratorio y la presencia de grasa. Primero, analizamos los parámetros hemodinámicos calculados a partir de adquisiciones de flujo 4D durante respiración libre y utilizando técnicas de autoguiado respiratorio (Capitulo 2). Luego, introdujimos una novedosa secuencia PCME acoplada a un pipeline 3p-Dixon, que permite la reconstrucción simultanea de imágenes de agua, grasa y velocidad a partir de un solo escaneo (Capitulo 3). A través de pruebas con fantomas numéricos y estudios con voluntarios sanos, demostramos la capacidad de nuestro método PC 3p-Dixon para obtener resultados comparables a las técnicas estándar de manera mas eficiente. No obstante, un problema con este enfoque es que el modelo PC 3p-Dixon no incorpora la descomposición T2* ni un enfoque multipico del modelo de grasa. Este problema se resolvió desarrollando un método que integra PC-MRI 2D con T2* IDEAL (Capítulo 4). La validación de este método mediante simulaciones numéricas e imágenes por RM de voluntarios sanos confirmo su precisión en la estimación de los componentes agua-grasa y la información de velocidad. Finalmente, presentamos un enfoque novedoso que combina flujo 4D por RM con separación agua-grasa T2*-IDEAL, permitiendo la adquisición simultanea de flujo 4D por RM y mapas 3D de agua y grasa (Capítulo 5). En este enfoque, ajustamos ligeramente el tiempo de eco de cada segmento del flujo 4D por RM para abordar el problema de separación agua-grasa. Un estudio de prueba de concepto utilizando simulaciones con fantomas numéricos respaldo el método propuesto de flujo 4D T2*-IDEAL, mostrando resultados comparables a las técnicas estándar en componentes agua-grasa y en la información de velocidad.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025.
Keywords
RM de contraste de fase, RM agua-grasa, RM cardíaca, Flujo 4D por RM, Parámetros hemodinámicos