缓慢和中等交换条件下旋转参考系中的依赖交换松弛 - 对非共振自旋锁和化学交换饱和传递进行建模
摘要：通过核磁共振饱和转移（CEST）和自旋锁（SL）实验观察到的化学交换，通过间接检测交换质子提供MRI对比度。通常通过数值积分Bloch-McConnell方程来确定相对浓度和交换速率。我们推导出了Bloch-McConnell方程的解析解，描述了射频辐照下耦合自旋群体的磁化情况。由于CEST和非共振SL等效，它们的稳态磁化和动力学可以由同一个特征根来预测：旋转框架中的纵向弛豫率R1ρ。对于缓慢交换系统，如酰胺质子，小质子池的饱和受横向弛豫（R2b）的影响。事实证明，如果仅部分饱和，则R2b对于中等交换（例如胺或羟基交换或顺磁CEST试剂）也非常重要。我们提出了一种解决方案，通过扩展现有方法，将交换池的R2纳入R1ρ中，并通过数值模拟进行验证。通过适当的投影因子，我们获得了考虑交换池非零R2情况下CEST和SL的解析解，同时考虑整个Z光谱的直接水饱和的稀释。这使得能够优化辐射参数和量化pH依赖性交换速率和代谢物浓度。此外，我们提出了校正伴随的直接饱和效应的评估方法。结果表明，现有的CEST理论处理方法是这种方法的特例。
作者：Moritz Zaiss and Peter Bachert
论文ID：1203.2067
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2013-01-01