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Implementierung von Sequenzen zur schnellen spektroskopischen Bildgebung an einem Ganzkörper-Kernspintomographen

Wilhelm, Thomas

English Title: Implementation of sequences for fast spectroscopic imaging on a MR-whole-body-scanner

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PDF, German
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Abstract

In Untersuchungen am lebenden Gewebe und an Modelllösungen wurden für die spektroskopische NMR-Bildgebung (SI) mit 1-H und 31-P mehrere methodische Ansätze an einem Ganzkörper-Kernspintomographen implementiert, die die maximale Untersuchungsdauer eines Patienten im Vergleich zu Standardmethoden der SI unter Umständen drastisch verkürzen können. Je nach geforderter örtlicher wie spektraler Auflösung und Qualität war dabei eine Verkürzung der Messzeit um bis zu einem Faktor 32 möglich. Dabei wurden die Anregungstechniken der Standardsequenzen übernommen und mithilfe von Mehrschicht-, Multispinecho- oder Multigradientenechoverfahren eine simultane Kodierung von örtlicher und spektroskopischer Information durchgeführt. Die Verfahren wurden in In-vivo-Messungen an Probanden verifiziert und anhand verschiedener Fragestellungen konnte die geeignete Methode gefunden und angepasst werden. In Patientenstudien konnte die Nutzbarkeit der Sequenzen der sphärischen Kodierung und der Mehrschichtverfahren gezeigt und in ein Routineprotokoll zur Tumordiagnostik im Gehirn eingebunden werden. Es wurde mit der Echo-Planar-Methode die erste Implementierung in der Phosphorspektroskopie realisiert und in diesem Zusammenhang gezeigt, daß bei einer funktionellen ortsaufgelösten Muskelspektroskopie Zeitauflösungen unter 10 s möglich sind. In der spektroskopischen Bildgebung des Herzens konnte zwar eine Sequenz entwickelt werden, mit deren Hilfe die cardialen Fettsäuren dargestellt werden können, die Anatomie und Mobilität des Herzens mit dem es umgebenden Fettbeutel macht jedoch eine strenge Trennung zwischen epicardialem und myocardialem Fett sehr schwierig.

Translation of abstract (English)

In living tissue and in model solutions several methodical approaches to fast NMR spectroscopic imaging (SI) with 1-H and 31-P were implemented on a clinical NMR Scanner. The purpose was to reduce the duration of a SI experiment compared to that of standard methods of SI. Depending on the required spatial and spectral resolution and quality a maximum gain in scan time up to a factor 32 was achieved. Using the exitation techniques of standard SI, with multi-slice, multi-spinecho or gradient-echo techniques a simultaneous encoding of spatial and spectroscopic information was realized. These techniques were verified by in vivo measurements of volunteers and based on the medical problem the appropriate method could be adapted. In patient studies the use of the spherical encoding and the multi-slice sequences could be demonstrated and the techniques could be integrated into a routine procedur of tumor diagnostics in the human brain. The first implementation of the echo-planar method in spectroscopy of 31-P nuclei was realised and in a functional experiment on the calf muscle spatially resolved spectra could be obtained in scantimes shorter than 10 s. In SI of the heart cardial fatty acids could be detected but the anatomy and mobility of the heart with its surrounding epicardial fat tissue makes a separation between epicardial and myocardial fat very difficult.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Bachert, Dr.rer.nat Peter
Date of thesis defense: 17 October 2001
Date Deposited: 31 Oct 2001 00:00
Date: 2001
Faculties / Institutes: Service facilities > German Cancer Research Center (DKFZ)
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Protonen-NMR-Spektroskopie, Phosphor-31-NMR-Spektroskopie, NMR-Bildgebung
Uncontrolled Keywords: schnelle spektroskopische Bildgebungfast SI
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