ISBN 978-3-8439-0572-5

978-3-8439-0572-5, Reihe Physik

Martin Busch
Single-Voxel-1H-MR-Spektroskopie beliebig geformter Voxel mit 2D-ortsselektiven Hochfrequenzpulsen am menschlichen Gehirn

166 Seiten, Dissertation Universität Hamburg (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Single-Voxel-Magnetresonanzspektroskopie ermöglicht die nichtinvasive Untersuchung von Stoffwechselprodukten im lebenden Organismus, was sie zu einem wertvollen Werkzeug in der biomedizinischen Forschung und klinischen Diagnostik macht. Die herkömmlichen Lokalisierungsverfahren sind auf quaderförmige Messvolumen beschränkt. Dies führt häufig zu Partialvolumeneffekten, die die Messergebnisse verfälschen können. Durch die Verwendung von zweidimensional-ortsselektiven Hochfrequenzanregungen können die Messvolumen an die Zielregionen angepasst und damit Partialvolumeneffekte vermieden werden.

Ansätze für diese Herangehensweise wurden in der vorliegenden Arbeit entwickelt bzw. weiterentwickelt, wobei verschiedene k-Raum-Trajektorien und Segmentierungsstrategien verwendet wurden. Dabei erwiesen sich Blipped-Planar- und PROPELLER-Trajektorien aufgrund niedriger restlicher Signalbeiträge und geringer Anfälligkeit für Lokalisierungsartefakte durch chemische Verschiebung als besser geeignet als spiralförmige und radiale Trajektorien. Für die linienweise segmentierte Blipped-Planar-Trajektorie konnte durch die gewichtete Mittelung mit Kippwinkelanpassung eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses erreicht werden. Diese Methode ist auch bei den mit großen B1-Inhomogenitäten verbundenen hohen Feldstärken einsetzbar, dennoch blieb vor allem bei hohen Auflösungen die Signalamplitude reduziert. Bei einer Feldstärke von 3 T hat sich daher der Einsatz der PROPELLER-Trajektorie als vorteilhaft gezeigt. Dabei konnten durch Kombination mit der Half-Fourier-Segmentierung robuste Messungen, scharf abgegrenzte Zielvolumen mit einer Auflösung der Anregung von 1mm und kurze Echozeiten von unter 30ms realisiert werden. Es wurden nichtselektive Refokussierungspulse zwischen den einzelnen k-Raum-Linien eingesetzt, um Lokalisierungsartefakte durch chemische Verschiebung zu vermeiden. Zusätzlich wurde durch die Kombination von Hadamard-Kodierung und zweidimensional-ortsselektiven Hochfrequenzpulsen die gleichzeitige Messung mehrerer angepasster Zielregionen ermöglicht. Diese Lokalisierungsmethode ist deutlich flexibler als die konventionelle Lokalisierung, da Größe, Form und Ausrichtung der Voxel unabhängig gewählt werden können. Die Vorteile der Single-Voxel Spektroskopie mit angepassten Messvolumen wurde an Testobjekten und am menschlichen Gehirn in vivo erfolgreich demonstriert.