Titel: Fast and Robust Methods for Diffusion-Weighted Magnet Resonance Imaging of the Human Spinal Cord
Sonstige Titel: Schnelle und robuste Verfahren für die diffusionsgewichtete Magnet-Resonanz-Tomographie des menschlichen Rückenmarks
Sprache: Englisch
Autor*in: Florin, Caspar
Schlagwörter: 2DRF Anregung; Robuste Messmethoden; Simultane Mehrschichtanregung; Fast Spin Echo; Simulated Echo Acquisition Mode; Sequence Development
GND-Schlagwörter: Diffusionsgewichtete MagnetresonanztomografieGND
RückenmarkGND
ImplantatGND
Echo planar imagingGND
Bildgebendes VerfahrenGND
Erscheinungsdatum: 2021
Tag der mündlichen Prüfung: 2021-12-21
Zusammenfassung: 
Magnet resonance imaging is an important tool in the clinical diagnostics and biomedical research, as with it in vivo non-invasive cross sections can be acquired. For the central neural system diffusion weighted imaging (DWI) is thereby of high interest, as with it the structure of tissues can be reflected. In the brain DWI is widely used with echo-planar imaging (EPI), due to its short acquisition times and reasonable image quality. In the spinal cord acquisitions are rather difficult, as the magnetic inhomogeinities are stronger, a high spatial resolution is needed and measurement times are longer.
To ameliorate these problems, in this work EPI is combined with different inner field-of-view (FOV) techniques, based on 2DRF excitations or cross sectional excitations (ZOOM), as they reduce spatial distortions. To accelerate the acquisition time we combined the inner FOV EPI with simultaneous multi slice (SMS) imaging.
In this work we show at phantoms and in vivo that the combination of SMS and inner FOV increases the SNR efficiency. Tilted 2DRF excitations and ZOOM 180° combined with SMS show the best results as they are not as sensitive as collinear 2DRF excitations or ZOOM 90°.
Near metallic implants EPI suffers strongly, due to its sensitivity to magnetic inhomogeinities. Thus, the performance of STEAM and FSE is investigated in this work, as they are more robust, due to RF pulse refocusing. We combine them with inner FOV techniques, to reduce the measurement time and increase the performance. To correct in-plane and slice direction displacements they are combined with view-angle tilt and multi-acquisition variable-resonance image combination (MAVRIC). Further to suppress folding artifacts due to MAVRIC, saturation pulses are utilized. Near metallic implants at phantoms and in vivo STEAM and FSE combined with these techniques show promising results. STEAM acquisitions have a rather low SNR but short acquisition times. FSE acquisitions have a good image quality with reasonable SNR but long measurement times.
In this work EPI is combined with SMS and inner FOV which improves the performance of spinal cord DWI and can facilitate clinical applications. Further, near metallic implants great progress is made with FSE and STEAM combined with different techniques, even though there is still room for improvement in hindsight of SNR and acquisition time.

Die Magnetresonanztomographie ist ein wichtiges Werkzeug für die klinische Diagnostik und die biomedizinische Forschung, da in vivo nicht-invasive Querschnitte aufgenommen werden können. Für das Nervensystem ist dabei die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI) von großem Interesse, um die Struktur von Geweben abzubilden. Im Gehirn wird DWI meist mit Echo planarer Bildgebung (EPI) durchgeführt, aufgrund kurzer Aufnahmezeiten und guter Bildqualität. Im Rückenmark ist dies jedoch schwierig, da eine hohe räumliche Auflösung, sowie lange Messzeiten und eine gewisse Robustheit benötigt werden.
Um die Probleme zu reduzieren, kombinieren wir EPI mit verschiedenen inneren Messfeld (FOV) Techniken, die auf 2DRF- oder Querschnitts Anregungen (ZOOM) basieren, um räumliche Verzerrungen zu reduzieren. Um die Aufnahmezeit zu reduzieren, wird innerem FOV EPI mit simultaner multi-Schicht (SMS) Bildgebung kombiniert.
Es wird an Phantomen und in vivo gezeigt, dass SMS und innerem FOV kombiniert die SNR-Effizienz erhöht. Tilted 2DRF und ZOOM 180° kombiniert mit SMS zeigen die besten Ergebnisse, da sie nicht so empfindlich sind wie collinear 2DRF oder ZOOM 90°.
Aufgrund der Empfindlichkeit gegenüber magnetischen Inhomogenitäten leidet EPI in der Nähe metallischer Implantate. Daher untersuchen wir die Leistung von STEAM und FSE, da sie durch RF-Puls Refokussierung robuster sind. Wir kombinieren sie mit inneren FOV-Techniken, um die Messzeit zu verkürzen und die Leistung zu steigern. View-angle tilt und multi-acquisition variable-resonance image combination (MAVRIC) werden zur Korrektur von Verschiebungen in der Ebene und in Schichtrichtung genutzt und um Faltungsartefakte durch MAVRIC zu unterdrücken, werden Sättigungspulse verwendet. Metallnahe STEAM und FSE Aufnahmen an Phantomen und in vivo zeigen vielversprechende Ergebnisse. STEAM Messungen haben ein eher niedriges SNR, aber kurze Messzeiten. FSE Aufnahmen haben eine gute Bildqualität mit vernünftigem SNR, aber langen Messzeiten.
In dieser Arbeit wird EPI mit SMS und inner FOV kombiniert, was die Leistung von Rückenmark DWI verbessert und klinische Anwendungen erleichtert. Mit FSE und STEAM in Kombination mit diversen Techniken werden nahe metallischer Implantate große Fortschritte erzielt, hinsichtlich SNR und Messzeit ist aber noch Raum für Verbesserungen.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/9822
URN: urn:nbn:de:gbv:18-ediss-103330
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Finsterbusch, Jürgen
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

Dateien zu dieser Ressource:
Datei Beschreibung Prüfsumme GrößeFormat  
Dissertation_CFlorin_16_09_22.pdfDissertationf38176b52fc546540a4810b6e16469d619.64 MBAdobe PDFÖffnen/Anzeigen
Zur Langanzeige

Info

Seitenansichten

48
Letzte Woche
Letzten Monat
geprüft am 28.11.2022

Download(s)

4
Letzte Woche
Letzten Monat
geprüft am 28.11.2022
Werkzeuge

Google ScholarTM

Prüfe