Frequency distribution and signal formation around a vessel

Abstract

We describe the NMR signal formation properties of a single vessel. Instead of assuming the frequency distribution to be a simple Lorentzian or Gaussian one, we take into account that the frequency distribution around the vessel is a complex function. Considering the static dephasing regime we find a relationship between signal formation and frequency distribution. Analytical expressions for the frequency distribution in a voxel and the magnetization decay are obtained. In the case of small volume fractions of blood and week magnetic fields the results can be used for describing signal formation processes in a vascular network. A relationship between the frequency distribution and the properties of the vascular network is derived. The magnetization decay in different time regimes is discussed. The result is relevant for describing signal formation processes around a vessel for arbitrary pulse sequences.

Scaling laws for transverse relaxation times

“…In the case of a high concentration of vasodilatator and contrast agent the underlying diffusion regime is the static dephasing regime while in the opposite case the motional narrowing regime is present. While the static dephasing regime has been studied extensively [19], the derived scaling laws are used to obtain more general results which will be applied in the prediction of experiments using combinations of contrast agents and vasodilatators. For this purpose a capillary with a tilt angle h in an external magnetic field B 0 is considered.…”

Feldverteilung magnetischer Dipole als Modell magnetisch markierter Zellen in der MRT

“…USA) erstellt. Der Zusammenhang zwischen dem lokalen Magnetfeld und der Frequenzverteilung (9) ist entscheidend für das Verständnis von Frequenzverteilungen und deren Entstehung [16].…”

“…Sinn der Ermittlung der Frequenzverteilung ist die Beschreibung des Signals, welches von einem Voxel ausgeht [16], das eine beliebige Anordnung magnetischer Dipole enthält:…”

“…Ähnliche Arbeiten, die sich mit der Magnetfeldberechnung für verschiedene Suszeptibilitätsverteilungen beschäftigen, wurden bereits von Li [18] und Salomir [19] vorgestellt. Ebenso wurden verschiedene Effekte der Feldstörung auf die lokale Verteilung der Resonanzfrequenzen untersucht [16,20,21], jedoch noch nicht für definierte Markierungsmuster einzelner Zellen mit magnetischen Nanopartikeln. Dies wurde in vorliegender Studie umgesetzt.…”

“…In der Literatur existieren zudem verschiedene Ansätze zur Berechnung charakteristischer Relaxations-Zeitkonstanten für Bildgebungssequenzen bei unterschiedlichen Feldver- teilungen [12,16,[22][23][24][25][26][27]. Die in diesen Arbeiten beschriebenen Methoden können im Allgemeinen zur Berechnung der Relaxations-Zeitkonstanten für beliebige Suszeptibilitätsver-teilungen, so auch für magnetisch markierte Zellen, herangezogen werden.…”