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目的：複数の既知のフッ素化化学種の存在下で、フッ素-19 MRIのフッ素-19 MRIの化学シフトエンコーディング（CSE）アプローチを開発する。 理論と方法：マルチエコーCSE技術は、4.7 T.cramér-rao下部分析での化学シフトに基づいて、Perfluorocarbon Perfluoro-15-Crown-5-Ether（PFCE）およびIsoflurane（ISO）のスペクトル分離に適用されます。エコーの組み合わせを最適な信号対雑音パフォーマンスと識別するために使用されます。信号の寄与は、Kスペースデータから直接直接非線形最小二乗推定再構成を使用したマルチスペクトルフッ素シグナルモデルに適合します。このCSEアプローチは、フッ素-19ファントムと、cramér-rao下限分析から決定された複数のエコー時間を使用して、2Dおよび3Dの腐敗勾配エコー獲得を伴うマウスでテストされています。 結果：PFCEおよびISO分離のCramér-rao下部分析は、0.33 msのエコー分離でシグナルからノイズへのパフォーマンスが最大化されていることを示しています。混合PFCE/ISOファントムを使用したCSE再構成画像では、PFCE信号と既知の相対PFCE体積の間の線形挙動（R2 = 0.987）が観察されます。PFCEとISOの効果的な空間的およびスペクトル分離は、ファントムおよびin vivoで示されています。 結論：最適化されたノイズパフォーマンスを備えた勾配エコーCSEの獲得と画像再構成アプローチの実現可能性は、ISO信号寄与を効果的に除去したPFCEのフッ素-19 MRIを介して実証されています。Magn Reson Med 79：2183-2189、2018。©2017 International Society for Magnetic Resonance in Medicine。
目的：複数の既知のフッ素化化学種の存在下で、フッ素-19 MRIのフッ素-19 MRIの化学シフトエンコーディング（CSE）アプローチを開発する。 理論と方法：マルチエコーCSE技術は、4.7 T.cramér-rao下部分析での化学シフトに基づいて、Perfluorocarbon Perfluoro-15-Crown-5-Ether（PFCE）およびIsoflurane（ISO）のスペクトル分離に適用されます。エコーの組み合わせを最適な信号対雑音パフォーマンスと識別するために使用されます。信号の寄与は、Kスペースデータから直接直接非線形最小二乗推定再構成を使用したマルチスペクトルフッ素シグナルモデルに適合します。このCSEアプローチは、フッ素-19ファントムと、cramér-rao下限分析から決定された複数のエコー時間を使用して、2Dおよび3Dの腐敗勾配エコー獲得を伴うマウスでテストされています。 結果：PFCEおよびISO分離のCramér-rao下部分析は、0.33 msのエコー分離でシグナルからノイズへのパフォーマンスが最大化されていることを示しています。混合PFCE/ISOファントムを使用したCSE再構成画像では、PFCE信号と既知の相対PFCE体積の間の線形挙動（R2 = 0.987）が観察されます。PFCEとISOの効果的な空間的およびスペクトル分離は、ファントムおよびin vivoで示されています。 結論：最適化されたノイズパフォーマンスを備えた勾配エコーCSEの獲得と画像再構成アプローチの実現可能性は、ISO信号寄与を効果的に除去したPFCEのフッ素-19 MRIを介して実証されています。Magn Reson Med 79：2183-2189、2018。©2017 International Society for Magnetic Resonance in Medicine。
PURPOSE: To develop a chemical shift encoding (CSE) approach for fluorine-19 MRI of perfluorocarbons in the presence of multiple known fluorinated chemical species. THEORY AND METHODS: A multi-echo CSE technique is applied for spectral separation of the perfluorocarbon perfluoro-15-crown-5-ether (PFCE) and isoflurane (ISO) based on their chemical shifts at 4.7 T. Cramér-Rao lower bound analysis is used to identify echo combinations with optimal signal-to-noise performance. Signal contributions are fit with a multispectral fluorine signal model using a non-linear least squares estimation reconstruction directly from k-space data. This CSE approach is tested in fluorine-19 phantoms and in a mouse with a 2D and 3D spoiled gradient-echo acquisition using multiple echo times determined from Cramér-Rao lower bound analysis. RESULTS: Cramér-Rao lower bound analysis for PFCE and ISO separation shows signal-to-noise performance is maximized with a 0.33 ms echo separation. A linear behavior (R2 = 0.987) between PFCE signal and known relative PFCE volume is observed in CSE reconstructed images using a mixed PFCE/ISO phantom. Effective spatial and spectral separation of PFCE and ISO is shown in phantoms and in vivo. CONCLUSION: Feasibility of a gradient-echo CSE acquisition and image reconstruction approach with optimized noise performance is demonstrated through fluorine-19 MRI of PFCE with effective removal of ISO signal contributions. Magn Reson Med 79:2183-2189, 2018. © 2017 International Society for Magnetic Resonance in Medicine.
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