Doppelt-Diffusionsgewichtete spektroskopische Messungen an 3 Tesla MRT-Systemen – Evaluation von Machbarkeit und Nutzen

Abstract

Die durchgeführte Studie zeigt, dass doppelt diffusionsgewichtete spektroskopische Messungen an klinischen MRT-Systemen mit einer Feldstärke von 3 T grundsätzlich durchführbar sind. Solche Messungen stellen ein mögliches, nicht-invasives Werkzeug zur Bestimmung der Gewebeintegrität dar. Mit "Rephased for Diffusionweighting" präsentieren wir eine neue Sequenzstruktur, die sich in unseren Messungen unabhängig von den gewählten Diffusionsparametern, dem gewählten Richtungsschema sowie der Lokalisation und Konfiguration des gemessenen Voxels präsentiert. Die zu beobachtenden Schwankungen befinden sich nach Mittelung der für die Berechnung von Parametern der mikroskopischen Anisotropie wichtigen Vektorkombinationen unter Berücksichtigung des berechneten Fehlers innerhalb der theoretisch zu erwartenden Werte. Bei der Anwendung dieser Sequenz sind gesonderte Einstellungen der Wasserunterdrückung zu berücksichtigen, um die Stabilität der Messungen über einen längeren Zeitraum zu gewährleisten. Dies ist insbesondere für in vivo Messungen wichtig, bei denen im Falle eines schlechten Shims und bei bekannt niedrigeren NAA-Konzentrationen viele Mittelungen notwendig sind, um eine adäquat zu quantifizierende Signalstärke zu erhalten.

The study we conducted shows that double-diffusionencoded spectroscopic measurements are feasible on a clinical MRI system with a field strength of 3 Tesla. Those measurements represent a non invasive tool to determine tissue integrity. With "Rephased for Diffusionweighting" we present a new MRI-sequence that proves to be independent of the chosen diffusion parameters, the directional scheme as well as the localisation and configuration of the measured voxel. After averaging the vector combinations important for the calculation of microscopic anisotropy parameters and taking into account the calculated error, the observed fluctuations are within the theoretically expected values. When using this sequence, special settings for water suppression are necessary in order to ensure the stability of the measurements over a longer period of time. This is particularly important for in vivo measurements where, in the case of a poor shim and known low NAA concentrations, many averages are necessary to obtain a signal strength that can be adequately quantified.