Evaluation of renal function using first pass contrast enhanced MRI

Abstract

üOZETü ü Ë ş Ëş ËBOBREK PERFUZYONUNUN ILK GECIS MANYETIKüü ü ËREZONANS GORUNTULEME ILEğ ËË ËDEGERLENDIRILMESIBübreğin Manyetik Rezonans Gürüntüleme (MRG) teknikleri ile fonksiyonelog ou ugürüntülenmesi, naninvazif olarak elde edilebilen fonksiyonel parametrelerin şeşitliliğiou u cs gsebebiyle büyük bir potansiyele sahiptir. Bu parametreler, glomerüler ï¬ltrasyon, tübüleruu u uukonsantrasyon ve geşiş, kan hacmi ve perfüzyon, difüzyon ve oksijenlenmedir. Bucs u uteknikler ya su protonları (perfüzyon) veya deoksihemogobin (oksijenlenme) gibi işselu ckontrast maddeleri ya da gadalinyum şelatı (ï¬ltrasyon ve perfüzyon) veya demir ok-s usit parşacıkları (perfüzyon) gibi dış kaynaklı kontrast maddeleri gerektirirler. Bu tezc u sşalışmasında, manyetik rezonans ile bübreğin fonksiyonel gürüntülenmesi incelenmişcs og ou u sve dinamik bübrek perfüzyon gürüntülerinin okunabildiği, güsterilebildiği ve otomatiko u ou u go gimge şakıştırması yapılarak istenilen ilgi bülgesinin sinyal yoğunluk-zaman eğrilerics o g guzerinden eğim, tepe noktası ve kontrast artış oranı gibi değerlerinin belirlenebildiğiü g s g gbütünleştirilmiş bir bübrek perfüzyon analiz metodu sunulmaktadır. Formatı DICOMuu s s o uolan bübrek perfüzyon Manyetik Rezonas (MR) gürüntülerini okumak, güstermek, kay-o u ou u odetmek ve analiz etmek işin bir MATLAB paketi tasarlanmıştır. Bu paket normalc sbübrek fonksiyonuna sahip on günüllüden elde edilen MRG taramalarından elde edileno ouuverilerle test edilmiş ve hem iki bübreğin farklılığının kalitatif olarak değerlendirilebilmesis og g ghem de nefes alıp vermeden etkilenmeksizin daha doğru zaman-yoğunluk eğrilerining g gdeğerlendirilebilmesi mümkün olmuştur.g uu sAnahtar Süzcü kler: MRG, bübrek işlevi, bübrek perfüzyon analizi, sinyalou o s o uyoğunluk-zaman eğrilerig g

ABSTRACTEVALUATION OF RENAL FUNCTION USING FIRSTPASS CONTRAST ENHANCED MRIMagnetic Resonance Imaging (MRI) of the kidney has a great potential be-cause the functional parameters, which can be investigated obtained noninvasively aremultiple: glomerular ï¬ltration, tubular concentration and transit, blood volume andperfusion, diï¬usion and oxygenation. These require either endogeneous contrast agents,such as water protons (for perfusion and diï¬usion) or deoxyhemogobin (for oxgenation),or exogeneous contrast agents, such as gadolinium chelates (for ï¬ltration and perfusion)or iron oxide particles (for perfusion). In this thesis work, an integrated renal perfu-sion analysis method is presented, which allows multi-slice animation of renal perfusionimages, automatic image registration, quantiï¬cation of time-intensity curves from de-sired region of interests (ROI?s), and estimation of indexes such as slope, time-to-peak,and contrast enhancement ratio (CER). It was designed as a MATLAB package forreading, displaying, saving and analyzing renal perfusion Magnetic Resonance (MR)images which are in DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) for-mat. Performance of this package was tested on data obtained from MRI scans onten volunteers with normal kidney function and both eï¬cient qualitative assessmentof diï¬erential enhancement of the two kidneys and more accurate time-intensity curveevaluation free from respiratory motion were obtained.Keywords: MRI, contrast enhanced MRI, renal function, renal perfusion analy-sis, signal intensity-time curves.