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25.07.2017 | Research Article | Ausgabe 6/2017

Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine 6/2017

Utilization of MR angiography in perfusion imaging for identifying arterial input function

Zeitschrift:
Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine > Ausgabe 6/2017
Autoren:
Bora Buyuksarac, Mehmed Ozkan
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s10334-017-0643-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Objective

This research utilizes magnetic resonance angiography (MRA) to identify arterial locations during the parametric evaluation of concentration time curves (CTCs), and to prevent shape distortions in arterial input function (AIF).

Materials and methods

We carried out cluster analysis with the CTC parameters of voxels located within and around the middle cerebral artery (MCA). Through MRA, we located voxels that meet the AIF criteria and those with distorted CTCs. To minimize partial volume effect, we re-scaled the time integral of CTCs by the time integral of venous output function (VOF). We calculated the steady-state value to area under curve ratio (SS:AUC) of VOF and used it as a reference in selecting AIF. CTCs close to this reference value (selected AIF) and those far from it were used (eliminated AIF) to compute cerebral blood flow (CBF).

Results

Eliminated AIFs were found to be either on or anterior to MCA, whereas selected AIFs were located superior, inferior, posterior, or anterior to MCA. If the SS:AUC of AIF was far from the reference value, CBF was either under- or over-estimated by a maximum of 41.1 ± 14.3 and 36.6 ± 19.2%, respectively.

Conclusion

MRA enables excluding voxels on the MCA during cluster analysis, and avoiding the risk of shape distortions.

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Supplementary material (MOV 4818 kb)
The video illustrates the first pass of the contrast agent through the cerebral arteries. To visualize the arteries during the passage of the contrast agent, the MRA images were overlaid on top of the perfusion image series. The movie shows the slice containing the MCA. Red arrows point at the signal intensity drop that occurs as the contrast matter arrives at the MCA. Note that the speed of the video has been slowed down by a factor of 0.5 for better viewing.
Literatur
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