طراحی و بهینه‌سازی پالس‌های الکترومغناطیسی پیوسته برای مطالعه پدیده انتقال اشباع به واسطه تبادل شیمیایی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی با حل عددی معادلات بلاخ- مک کانل

پدیده انتقال اشباع به واسطه تبادل شیمیایی (cest) کانتراستی جدید را در تصویربرداری به روش تشدید مغناطیسی (mri) مطرح کرده است. این کانتراست بسیار پیچیده به پارامترهای متعددی از جمله نوع، شدت و سایر ویژگی‌های پالس الکترومغناطیس (rf) بستگی دارد. عموماً دو نوع پالس پیوسته و یا گسسته برای انجام فرایند اشباع بکار می‌رود. طراحی پالس rf بر اساس حل معادلات بلاخ- مک کانل انجام می‌شود. هدف اصلی این مقاله استخراج پارامترهای پالس‌های پیوسته rf به نحوی است که منجر به ارتقای این کانتراست شود. پالس‌های گسسته به دلیل ضریب جذب ویژه امواج (sar) از توجه بیشتری برخوردارند؛ ولی از آنجایی که گسسته‌سازی بر اساس پالس‌های پیوسته انجام می‌شود، بهینه‌سازی پالس پیوسته، منجر به پالس گسسته بهتری خواهد شد.. به همین علت و از طرفی بدلیل مرسوم بودن بکارگیری پالس‌های rf با پوش پیوسته مستطیلی، گوسی و فرمی در mri، تمرکز اصلی این مقاله بر ایگونه پالس‌ها بوده است. در این بررسی علاوه بر تخصیص عرض پالس محدود به پالس‌های گوسی و فرمی بر اساس تقریب db60، به مقدار sar نیز توجه شده است. برای آنکه معیار درستی از قابلیت پالس‌ها و امکان قیاس آنها حاصل شود، مقدار زاویه چرخش (زاویه انحراف) همه آنها یکسان تنظیم شده است. نتایج نشان می‌دهد که از لحاظ اثر cest و sar بترتیب پالس مستطیلی، فرمی و گوسی بهترین عمکرد را دارند. بواسطه مشکلات موجود در ساخت و اجرای پالس مستطیلی و همچنین محدودیت‌هایی که بواسطه الگوی مکانی تحریک سینک گونه وجود دارند، پالس‌های گوسی و فرمی همچنان مورد توجه هستند. در پالس مستطیلی به ازای دامنه 7/5 میکروتسلا، پالس گوسی به ازای انحراف معیار 7/0 ثانیه و پالس فرمی به ازای ضریب ، 3/0 ثانیه بهترین عملکرد را دارا بودند؛ این نتایج با فرمول تجربی نیز تطابق داشت.