A rapid approach for quantitative magnetization transfer imaging in thigh muscles using the pulsed saturation method

Abstract

Quantitative magnetization transfer (qMT) imaging in skeletal muscle may be confounded by intramuscular adipose components, low signal-to-noise ratios (SNRs), and voluntary and involuntary motion artifacts. Collectively, these issues could create bias and error in parameter fitting. In this study, technical considerations related these factors were systematically investigated and solutions were proposed. First, numerical simulations indicate that the presence of an additional fat component significantly underestimates the pool size ratio (F). Therefore, fat-signal suppression (or water-selective excitation) is recommended for qMT imaging of skeletal muscle. Second, to minimize the effect of motion and muscle contraction artifacts in datasets collected with a conventional 14-point sampling scheme, a rapid two-parameter model was adapted from previous studies in the brain and spinal cord. The consecutive pair of sampling points with highest accuracy and precision for estimating F was determined with numerical simulations. Its performance with respect to SNR and incorrect parameter assumptions was systematically evaluated. QMT data fitting was performed in healthy control subjects and polymyositis patients, using both the two- and five-parameter models. The experimental results were consistent with the predictions from the numerical simulations. These data support the use of the two-parameter modeling approach for qMT imaging of skeletal muscle as a means to reduce total imaging time and/or permit additional signal averaging.

Quantitative Magnetization Transfer Imaging of the Breast at 3.0 T: Reproducibility in Healthy Volunteers

“…The registered and masked data were fit to a 2-pool model to estimate PSR and the T 2 of the macromolecular protons ( T 2 M ) (28, 29). During fitting, the T 1 / T 2 of water protons and the MT rate were fixed to the following published values in skeletal muscle: 40 and 48 Hz, respectively (29).…”

Skeletal muscle quantitative nuclear magnetic resonance imaging and spectroscopy as an outcome measure for clinical trials (part II)

“…Недавно при применении уско-ренных последовательностей с оптимизированными схемами насыщения были получены обнадеживающие результаты с высокой корреляцией различий магнити-зации с фиброзом в печени [102]. Перенос магнитиза-ции имеет высокий уровень в скелетных мышцах, его происхождение и механизмы развития были изучены несколькими группами ученых у здоровых людей, а также при старении и заболеваниях мышц, однако связь изменений с фиброзом по-прежнему остается до конца не ясной [103][104][105][106][107][108]. Много вопросов вызвало обнаружение обратной корреляции различий магни-тизации с возрастными изменениями у здоровых лю-дей.…”

“…Впрочем, это обнаружено для одного определен-ного смещения частоты и применяемой мощности магнита, результаты которого не могут быть экстрапо-лированы для других режимов насыщения [105]. Об-ращал на себя внимание факт отрицательного влияния жировой инфильтрации на перенос различий магни-тизации [103]. В попытке улучшить специфичность при визуализации коллагена перенос намагниченно-сти был объединен с двойной квантовой фильтрацией и ультракоротким ТЕ (UTE) изображением [109,110].…”

Imagerie et spectroscopie par résonance magnétique nucléaire du muscle strié squelettique

“…Cette méthode a été transférée chez l'homme sous le nom d'ISIS-CPMG. Elle a permis d'identifier des composantes T2 intra-et extracellulaires mais n'a jusqu'à présent pas mis en évidence cette composante de spins à T2 très court (Schwenzer et al 2009a ;Sinclair et al 2010 ;Sinclair et al 2012 ;Morrow et al 2014 ;Li et al 2014 ;Li et al 2015). La corrélation négative entre le contraste de transfert d'aimantation et l'âge dans une cohorte d'individus sains est par exemple, relativement déroutante .…”

“…Ces résultats ont cependant été obtenus pour une fré-quence et une puissance d'irradiation particulière et ne peuvent donc pas être extrapolés facilement à d'autres conditions de saturation. L'effet négatif de l'infiltration graisseuse sur le contraste de transfert d'aimantation a également été évalué (Li et al 2015). Des expériences de transfert d'aimantation combinées à du filtrage double quantum et de l'imagerie à temps d'écho très court (UTE) ont également été réalisées dans le but d'améliorer la spécificité de cette technique au collagène (Kusmia et al 2013 ;Eliav et al 2014 Na peut être utilisée pour détecter ce phénomène.…”