A multiparametric quantitative MRI pipeline for preclinical applications
Preklinik uygulamalara yönelik çok parametreli nicel MRG haritalama ve işleme hatti
- Tez No: 973856
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR SENAY ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kantitatif manyetik rezonans görüntüleme (qMRI), relaksasyon süreleri ve manyetik duyarlılık gibi MRI sinyalini öngörülebilir biçimde etkileyen dokuya özgü özelliklerin doğrudan ölçülmesini sağlayarak nitel kontrastların ötesinde tekrarlanabilir biyogöstergeler sunar. Böylece, sağlıklı yaşlanmadan psikiyatrik bozukluklara kadar geniş bir yelpazedeki süreçler incelenebilir; çoklu parametrelerin birlikte değerlendirilmesi ise her birinin farklı biyolojik özellikleri yansıtması sayesinde tamamlayıcı bir bakış açısı sağlar. Bu tez kapsamında, preklinik uygulamalara yönelik çok parametreli bir qMRI işlem hattı geliştirilmiş ve 7T tarayıcıda görüntülenen 21 dişi Wistar sıçanı üzerinde uygulanmıştır. İşlem hattı, relaksometri haritalarının (T1, T2, R2*) çıkarılmasını, Python tabanlı bir çerçeve ve kullanıcı dostu bir GUI'yi içermekte; yeniden üretilebilirlik için verileri otomatik olarak BIDS uyumlu formata dönüştürmektedir. Elde edilen relaksometri haritaları mevcut yazılımlarla Bland-Altman analizi kullanılarak karşılaştırılmış ve yüksek uyum göstermiştir. İşlem hattı ayrıca kantitatif manyetik duyarlılık haritalamasına (QSM) genişletilmiş; özel oluşturulan fantom ile algoritmalar karşılaştırılmış ve STAR-QSM görsel inceleme ile nRMSE analizlerinde en başarılı yöntem olarak belirlenmiştir. Bu yöntem, faz verilerinin ön işlenmesinde ve duyarlılık haritalarının Sepia yazılımı aracılığıyla üretilmesinde kullanılmıştır. Tüm ROI'ler için ortalama duyarlılık ve relaksometri değerleri hesaplanmış, ortalama, standart sapma, SEM ve voxel sayıları raporlanmıştır. Sonuç olarak, bu çalışma relaksometri ve QSM'yi bütünleştiren tekrarlanabilir bir preklinik qMRI çerçevesi ortaya koymakta; yöntemsel titizlik ve translasyonel potansiyel sergileyerek hastalık ve yaşlanma modellerinde mikroyapısal ve fizyolojik değişikliklerin incelenmesi için sağlam bir temel sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Quantitative MRI (qMRI) enables direct measurement of tissue properties -such as relaxation times and magnetic susceptibility- that shape the MRI signal in predictable ways. Unlike qualitative contrasts, qMRI provides reproducible biomarkers for studying processes from healthy aging to neurodegenerative and psychiatric disorders, with multiparametric approaches offering complementary insights as each parameter reflects distinct biological features. This thesis presents a multiparametric qMRI pipeline for preclinical use, demonstrated on 21 female Wistar rats at 7T. The pipeline integrates relaxometry mapping (T$_1$, T$_2$, R$_2^*$) within a Python-based framework featuring a GUI for subject-level analysis, and ensures reproducibility through automated conversion of raw data into BIDS-compliant format. Relaxometry maps were benchmarked against existing toolboxes with Bland-Altman analysis, confirming strong agreement. The pipeline was further extended to quantitative susceptibility mapping (QSM), where a dedicated phantom enabled evaluation of reconstruction algorithms; STAR-QSM outperformed alternatives by visual and nRMSE assessment and was adopted for preprocessing phase data and generating susceptibility maps with the Sepia toolbox. Regional mean susceptibility and relaxometry measures were extracted, with ROI-level mean, standard deviation, SEM, and voxel counts reported for transparency. Overall, this work establishes a reproducible preclinical qMRI framework unifying relaxometry and QSM, demonstrating methodological rigor and translational potential while providing a foundation for future studies of microstructural and physiological changes in disease and aging models.
Benzer Tezler
- Pankreatitli olgularda kantitatif manyetik rezonans ölçümlerinin tanıya katkısının değerlendirmesi
Evaluation of the contribution of quantitative magnetic resonance measurements to diagnosis in patients with pancreatitis
SERKAN SEVGİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Radyoloji ve Nükleer Tıpİnönü ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL KAHRAMAN
- Parotis lezyonlarının karakterizasyonunda multiparametrik MRG: İntravoksel inkoherent hareket ve amid proton transfer görüntülemenin katkısı
Multiparametric MRI in the characterization of parotid lesions: The contribution of intravoxel incoherent motion and amide proton transfer imaging
YAĞMUR DOĞMUŞ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
Radyoloji ve Nükleer TıpKocaeli ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU ALPARSLAN
- Glioblastom tanılı hastalarda tedavi sonrasında normal görünen beyaz cevherin multiparametrik MRG ile değerlendirilmesi
Evaluation with multiparametric mri of normal-appearing whitematter in patients with treated glioblastoma
SİNAN ŞAHİN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
Radyoloji ve Nükleer TıpAdnan Menderes ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YELDA ÖZSUNAR DAYANIR
- Multiparametrik prostat MRG'de PI-RADS v2.1'e göre PI-RADS ≥ 3 periferik / transizyonel zon lezyonlarının MR-TRUS füzyon biyopsi sonuçları ve klinik anlamlı prostat kanseri için öne çıkan görüntüleme bulgularının analizi
Analysis of imaging findings indicative of clinically significant prostate cancer and the outcomes of MR-TRUS fusion biopsy for E PI-RADS ≥ 3 peripheral and transition zone lesions according to PI-RADS v2.1 on multiparametric prostate MRI
EMRAH SÜLÜN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
Radyoloji ve Nükleer TıpSağlık BakanlığıRadyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR ASLAN
- Baş boyun bölgesi yassı epitel hücreli karsinomlarında multiparametrik manyetik rezonans görüntüleme ile histopatolojik bulguların korelasyonu
Corelation of histopathological findings and multiparametric magnetic resonance imaging in the head and neck squamous cell carcinomas
HANDE MELİKE BÜLBÜL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
Radyoloji ve Nükleer TıpDokuz Eylül ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİ KARABAY