MRIを使用した銅線ファントムの弱い電流の測定：感受性増強の影響

神経電流を直接検出するための磁気共鳴画像法（MRI）ベースの方法の使用は、激しい調査のトピックです。検出しきい値と流れの流れに対する感度を確立するという明確な目的で、多くの実験作業が実施されています。しかし、これらの実験のほとんどでは、磁気感受性の向上は無視されました。この作業では、検出しきい値と感度に対する感受性アーチファクトの影響を示す結果を提示します。この目的のために、直列に接続された異なる材料の2つのワイヤを備えた水で満たされたシリンダーで構成される新しいファントムが構築されました。マグニチュードMR画像は、グラデーションエコーエコープラナーイメージング（EPI）シーケンスを使用して、単一のスライスから取得されました。データは、検出されたMR信号の大きさの時間経過が、入力電流の波形と非常によく相関することを示しています。2つの異なるワイヤから生じる感受性アーチファクトの効果は、異なるボクセル位置でのMRシグナルの大きさを比較することによって調べられました。我々の結果は、次のことを示しています。（1）磁気感受性効果から生じるMR信号の増強は、弱い電流の検出感度に影響します。（2）検出しきい値と感度は、ファントムワイヤに依存しています。（3）sub-mu感受性向上の存在下で、1.5-t MRスキャナーでファントムでの電流検出が可能です。

The use of magnetic resonance imaging (MRI)-based methods for the direct detection of neuronal currents is a topic of intense investigation. Much experimental work has been carried out with the express aim of establishing detection thresholds and sensitivity to flowing currents. However, in most of these experiments, magnetic susceptibility enhancement was ignored. In this work, we present results that show the influence of a susceptibility artefact on the detection threshold and sensitivity. For this purpose, a novel phantom, consisting of a water-filled cylinder with two wires of different materials connected in series, was constructed. Magnitude MR images were acquired from a single slice using a gradient-echo echo planar imaging (EPI) sequence. The data show that the time course of the detected MR signal magnitude correlates very well with the waveform of the input current. The effect of the susceptibility artefacts arising from the two different wires was examined by comparing the magnitudes of the MR signals at different voxel locations. Our results indicate the following: (1) MR signal enhancement arising from the magnetic susceptibility effect influences the detection sensitivity of weak current; (2) the detection threshold and sensitivity are phantom-wire dependent; (3) sub-mu A electric current detection in a phantom is possible on a 1.5-T MR scanner in the presence of susceptibility enhancement.