Patolojik hale gelen dokunun sertliğindeki değişim, manuel palpasyon yöntemiyle teşhis edilebilmektedir. Ancak bu teşhis yöntemi sadece vücut yüzeyine yakın dokularda uygulanabilmektedir. Manyetik rezonans elastografi (MRE) yöntemi, aynı zamanda manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ile palpasyon olarak bilinmekte olup, kalp, karaciğer, kas, göğüs ve beyin gibi dokuların materyal özelliğindeki değişimini saptayabilmektedir. Dokunun sertliğindeki değişim MRE yöntemiyle, aktüatörle indüklenen makaslama dalgasının dalga boyunun, MR ile elde edilen faz farkı görüntüsünden ölçülmesiyle saptanabilmektedir. Dalga boyuna ek olarak, makaslama dalgasının yer değişiminin genliğinin frekans ve uyarım yönüne bağlı olması da dokunun materyal özellikleri hakkında önemli bilgi taşımaktadır. MRE'de oluşan makaslama dalgalarının modları daha önce çalışılmamıştır. Dokunun materyal özelliklerindeki değişim, MRE'de oluşan makaslama dalgalarının modlarını etkiyebilmektedir. Bu yüzden, dokunun doğal frekanslarındaki bir frekans kayması, dokudaki patolojik durumu işaret edebilir. MRE'de oluşan makaslama dalgasının modlarını inceleyerek ve makaslama dalgasının yerdeğişiminin en yüksek olduğu frekansın kaymasını saptayarak dokunun sertliğindeki değişimin saptanabilmesini yeni bir yöntem olarak öneriyoruz. Analitik olarak öz frekansları bilinen basit bir geometrik objenin, öz frekans analiz simülasyonu yapılmıştır. Simülasyon sonuçlarının, teorik değerlerle doğrulanması, beyin modelinin öz frekans analiziyle devam edilmesini teşvik eder.Kafanın farklı yönlerdeki hareketleri için beyinin belirli frekanslarda modları olduğu, öz frekans analiziyle gösterilmektedir. Frekans analizi sonuçları, kafanın öz frekanslarında ve o frekanstaki doğru yönde uyarıldığında, beyinde makaslama dalgalarının modlarının gözlenebildiğini göstermektedir. Nörodejeneratif beyin modeli için tekrarlanan frekans analizleri sonuçları, sağlıklı beyin modelindeki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Nörodejeneratif ve sağlıklı beyin modelindeki makaslama dalgalarının yerdeğişimlerinin en yüksek olduğu frekanslar karşılaştırıldığında, yerdeğişiminin en yüksek olduğu tüm frekanslarda sabit bir frekans kayması gözlemlenmektedir. Nörodejeneratif durum için makaslama dalgas ının yerdeğişiminin en yüksek olduğu frekanslarla, normal durum için yerdeğişiminin en yüksek olduğu frekanslar karşılaştırılmıştır. Uyarım frekansının süpürülmesiyle yapılan beyin MRE'deki makaslama dalgalarının modlarının ön sonuçları sunulmuştur. Bu yöntem, makaslama dalgalarının yerdeğişimlerinin en yüksek olduğu frekanslarındaki, frekans kaymasını gözlemleyerek, sertlik değişimi tespit edilerek, hastalıkların teşhisi ve hasta takibi için faydalı olabilir.

Manual palpation is used for diagnosing change in stiffness of tissues, due to a pathological state. Unfortunately, this diagnosis tool is limited with organs close to the surface of the body. Magnetic resonance elastography (MRE), also known as palpation by magnetic resonance imaging (MRI), can be used in detecting changes in material properties of the heart, liver, muscle, breast and brain. Alteration in stiffness of tissues can be detected by MRE, by simply measuring the wavelength of the induced shear wave by the actuator, from the phase difference images obtained by MR scanner. In addition to wavelength information, dependence of shear wave displacement amplitude to the frequency and excitation direction carry important information about material properties of the tissue. Modes of shear waves in MRE have not been studied previously. Change in material properties of the tissue, may affect modes of shear waves in MRE. Hence, a shift in natural frequencies may indicate a pathological state in the tissue. We propose a novel method to detect change in stiffness of tissues, by analyzing modes of shear waves and detecting frequency shift in peak displacement of shear waves in MRE. Eigenfrequency simulations are computed for a simple geometric object whose eigenfrequencies are known analytically. Validating simulation results with theoretical values, we are encouraged to continue with eigenfrequency analysis of the brain model. For different directions of motions of head, it is demonstrated by eigenfrequency analysis that brain has modes at certain frequencies. Results of frequency domain analysis indicates that modes of shear waves can be observed in brain by exciting head at its eigenfrequencies with correct excitation in that frequency. Results of frequency domain analysis repeated for neurodegenerative brain model are compared with the findings in healthy brain model. Comparing frequencies of peak displacements in neurodegenerative and healthy model, a constant frequency shift is observed in all frequencies of peak displacements. Preliminary results of modes of shear waves in brain MRE are presented, by sweeping mechanical excitation frequency. This method can be used in detecting change in stiffness of tissues for diagnosing diseases by observing shift in frequency of peak displacement and be beneficial for patient follow-up.

78