Molecular order sensitive MRI

Abstract

We discuss a contrast method for nuclear magnetic resonance imaging (MRI) based on the nutation frequency dispersion of the NMR signal amplitude in the rotating frame. As a practical matter, we test the concept using a specially designed phantom with independent compartments containing doped water (with copper sulfate) and a liposome suspension prepared with dimyristoylphosphatidylcholine. This last was chosen due to the strong nutation frequency dispersion the sample shows as a consequence of the particular molecular order and dynamics of the lipids within the unilamellar membrane, a key factor for the proposed experiment. The used sequence for 1D imaging is a combination of a previously reported fixed lock-time relaxation experiment in the rotating frame and a simple gradient spin-eco. Gross differences exist between T 1ρ -weighted images in the rotating frame and the approach here presented.Resumen-Se discute un método de contraste para imágenes por resonancia magnética (IRM) basada en la dispersión de la frecuencia de nutación en el sistema rotante de la señal magnética nuclear. El concepto se somete a prueba utilizando un fantoma especialmente diseñado con compartimentos independientes, uno de ellos conteniendo agua dopada (con sulfato de cobre) y el otro una suspensión de liposomas en agua deuterada, preparada con DMPC. Esta última elección se debe a la importante dispersión que muestra la frecuencia de nutación en este sistema debido a las propiedades de orden y dinámica molecular de los lípidos en las membranas, un factor clave para el experimento propuesto. La secuencia 1D utilizada para construir la imagen consiste en una combinación de un experimento de relajación a tiempo de lock fijo y un simple eco de espín obtenido aplicando un gradiente.