آشکارسازی اثر cest از طیف z تشدید مغناطیسی آغشته به نویز بر اساس مدل تحلیلی برگرفته از حل معادلات بلاخ-مک‌کانل

تصویربرداری مولکولی به روش تشدید مغناطیسی با ردیابی عامل های کنتراست که اساس آن بر پایه‌ی تشدید مغناطیسی هسته ای بنا نهاده شده، به دلیل رزولوشن مکانی مناسب و فناوری بی ضرر به عنوان یک روش نوین تشخیصی آناتومی و عمل‌کردی در کاربردهای مختلف پزشکی مورد توجه قرار گرفته است. در اسکنر تشدید مغناطیسی با اعمال پالس اشباع الکترومغناطیسی عمدتا مستطیلی، طیف اسپکتروسکوپی معروف به طیف z حاصل می شود. در فرکانس های متناظر با فرکانس لارمور در طیف z دامنه هایی ناشی از اشباع مستقیم آب و عامل های کنتراست که معرف اثر انتقال اشباع به واسطه‌ی تبادل شیمیایی (cest) است ایجاد می شود. پدیده‌ی شیفت شیمیایی، ناهمگنی میدان مغناطیسی و نویز موجود در فرایند تصویربرداری ضمن تغییر موقعیت فرکانس های لارمور در طیف z، منجر به مخدوش شدن اثر cest می شود. عمدتا اثر این نویز با توزیع رایسین که در حالت حدی مطابق با توزیع گوسی است مدل می شود. در این مقاله روش کارامدی جهت کاهش نویز از طیف z و آشکارسازی پوش اثر cest ارائه شده است. نویز زدایی، با استفاده از خروجی مدل تحلیلی ناشی از حل معادلات بلاخمک کانل و آشکارسازی اثر cest از طریق محاسبه‌ی تابع درست‌نمایی بیزین صورت گرفته است. بررسی کارایی روش پیشنهادی برای حذف نویز و آشکارسازی اثر cest روی طیف های واقعی z برگرفته از اسکنر تشدید مغناطیسی و داده‌های پارامتری حاصل از بافت انسان انجام شده است. عمل‌کرد روش پیشنهادی به طور متوسط با اندازه گیری مجذور مربعات خطای نسبی بین طیف z واقعی و نویزی در سیگنال به نویز 10 db و تعداد مشاهدات 5 حدودا برابر با 4% به دست آمده است. مقدار خطای نوع اول (pvalue) بر مبنای داده های پارامتری زمانی که واریانس نویز از 008/0 و تعداد مشاهدات از 4 بیش‌تر باشد، کم‌تر از 05/0 به دست آمده است. هم‌چنین در این مقاله معیاری برای آشکارسازی اثر cest بر مبنای عمل‌گر میانه گیری جهت بررسی کارایی روش پیشنهادی متناسب با قدرت نویز و تعداد مشاهدات پیشنهاد شده است.